CN105237595A - N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物及其合成方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物及其合成方法与应用。其结构通式如下：其中：R1为H原子、卤原子、1～6个碳原子的烷基、3～10个碳原子的烷氧基、芳基、杂环基、苯甲酰基、甲酸基或氰基；R为氢、烷基、卤原子、硝基、烷氧基或氰基，且位于芳环的邻、间、对位的单取代或多取代。本发明所具有的优点：合成条件容易控制，产率高，成本较低；进一步提高三唑衍生物在农药，医药，食品等领域的使用；为三唑高值化利用修饰的研发开辟了一条新路；该类化合物对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制能力，可进一步开发为用于治疗及辅助治疗2型糖尿病的药品。
Description
技术领域
本发明涉及N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物及其合成方法与应用。
背景技术
1,2,3-三唑作为一类重要的杂环化合物，因其特殊的物化性质，如1,2,3-三唑环是酰胺键的电子等排体，对代谢性讲解、氧化还原及在酸碱环境下都有很好的稳定性，而且能够参与氢键作用等，这些性质使得三唑环有利于和生物分子靶标结合，同时提高分子的溶解性，因而在农业，医药，生命科学、材料化学、有机合成化学等领域都有广泛的应用，现已发现一些1,2,3-三唑化合物具有生物活性在医药方面，大量的1,2,3-三唑化合物被发现具有潜在的抗菌，镇痛，抗炎，局部麻醉，抗痉挛，抗肿瘤，抗疟疾，抗病毒及抗癌活。
因此，1,2,3-三唑环作为构建生物活性的药物分子片段具有很大的药用潜力，设计与合成新型1,2,3-三唑化合物是药物化学的研究热点。
糖是生命体中不可缺少的能量来源，其分解代谢产物可为人体内合成某些氨基酸、脂肪、蛋白质以及胆固醇等物质提供原料。同时由于糖类化合物的结构特点以及良好的生物相容性，现已被广泛应用于药物化学的研究。
因糖类化合物大多为多羟基化合物，水溶性较好，若将其与生物活性较好的杂环化合物相结合，可提高杂环化合物的水溶性，以便更好地被人体所吸收，发挥最大药效。其次，由于糖类化合物具有特殊的生理功能，通常可作为药物的靶点，若将具有良好生物活性的杂环化合物与糖类化合物相结合，可增强杂环化合物物对某种病毒的靶向性。再次，含有糖基的杂环化合物可能对产生某些疾病的酶具有抑制作用。因此，如何连接糖类与杂环化合物生成新型化合物在医药方面具有重要的研究价值。
糖尿病史一种体内胰岛素相对或绝对不足或靶细胞对胰岛素敏感性降低，或胰岛素本身存在结构上的缺陷而引起的碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢紊乱的一种慢性病。其主要特点是高血糖、糖尿。临床上表现为多饮，多食、多尿和体重减少(即“三多一少”)，可使一些组织或器官发生形态结构改变和功能障碍，并发酮症酸中毒、肢体坏疽、多发性神经炎、失明和肾功能衰竭等，本病发病率日益增高，已成为世界性的常见病、多发病。
目前1,2,3-三唑糖缀合物已报道具有生物活性，然而现在所报道的1,2,3-三唑糖缀合物均为N1或N3取代的1,2,3-三唑化合物，其合成基于端炔和有机叠氮化合物的[3+2]环加成点击反应，没有N2-糖基团取代的1,2,3-三唑化合物，其研究是一个空白。
发明内容
本发明的主要目的是在于提出一类新型的N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，并同时提供该类化合物的合成方法，其完善了糖基化的1,2,3-三唑化合物的研究，在有机合成方法学以及药物化学中都具有重要意义。该类化合物对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制能力，可进一步开发为用于治疗及辅助治疗2型糖尿病的药品。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，其结构通式如下：
其中：R1为H原子、卤原子、1～6个碳原子的烷基、3～10个碳原子的烷氧基、芳基、杂环基、苯甲酰基、甲酸基或氰基；R为氢、烷基、卤原子、硝基、烷氧基或氰基，且位于芳环的邻、间、对位的单取代或多取代。
N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，其结构通式如下：
其中：R1为H原子、卤原子、1～6个碳原子的烷基、3～10个碳原子的烷氧基、芳基、杂环基、苯甲酰基、甲酸基或氰基；R为氢、烷基、卤原子、硝基、烷氧基或氰基，且位于芳环的邻、间、对位的单取代或多取代。
按上述方案，所述的芳基为苯基或被F、Cl、Br、I、CN、NO2取代苯基。
按上述方案，所述的杂环基为吡啶、嘧啶、喹啉或异喹啉。
按上述方案，所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物为消旋体、R型异构体或S型异构体。
所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的制备方法，包括有以下步骤：
将1,2,3-三唑类化合物和1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-对甲苯磺酰基-D-呋喃核糖加入到圆底烧瓶中，加入少量碱，加入溶剂，在70℃～100℃条件下反应6h，反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物。
所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的制备方法，包括有以下步骤：将1,2,3-三唑类化合物和1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-对甲苯磺酰基-D-呋喃核糖加入到圆底烧瓶中，加入少量碱，加入溶剂，在70℃～100℃条件下反应6h，反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物，加入到稀酸的水溶液中，70℃～100℃条件下反应两天，反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的水解产物。
按上述方案，所述的溶剂为DMF、DMSO或乙腈。
按上述方案，所述的碱为碳酸钾或碳酸钠。
按上述方案，所述的稀酸为硫酸。
活性测试；所有化合物都进行α-糖苷酶活性测试，测试方法为：
使用所有通式化合物I和通式化合物II为底物，在磷酸缓冲液(pH6.8)中进行。在0-5℃时加入酶，之后开始反应。在37℃反应15min后加入碳酸钠终止反应。在490nm处读出溶液的紫外吸收值，并计算化合物抑制率。
本发明所具有的优点：
1)本发明通过有效的合成手段得到新型的N2糖基化的1,2,3-三唑衍生物，合成条件容易控制，产率高，成本较低；
2)本发明引入糖基后，提高了三唑化合物的水溶性，可以进一步提高三唑衍生物在农药，医药，食品等领域的使用；
3)本发明通过稳定的C-N健将糖基连接与三唑上，填补N糖基化取代1,2,3-三唑化合物的一些空白，对于基于1,2,3-三唑杂环化合物的药物化学研究提供理论和实际的指导，为三唑高值化利用修饰的研发开辟了一条新路。
4)本发明基于活性叠加原理得到的合成路线，对无毒、天然可再生的D-核糖进行结构修饰，通过结构拼接将高抑菌活性的三唑基团引入D-核糖分子中，得到具有两亲性的一种含1,2,3-三唑的糖基衍生物。
5)该类化合物对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制能力，可进一步开发为用于治疗及辅助治疗2型糖尿病的药品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不能作为对本发明的限定。
1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-对甲苯磺酰基-D-呋喃核糖的合成
取D-核糖悬浮于无水丙酮和无水甲醇的混合液中，加入无水硫酸镁和对甲苯磺酸于40～45℃搅拌反应4h；过滤，乙酸乙酯萃取，得到浅黄色液体；在该黄色液体中加入三乙胺，0℃下滴加含有对甲苯磺酰氯的无水二氯甲烷溶液，滴毕，0～5℃搅拌5h，加水搅拌30min，萃取，减压浓缩，浓缩物用无水乙醇重结晶，得到白色固体；
反应方程式如下：
1,2,3-三唑的合成
将叠氮化钠溶解于DMSO中，加热搅拌，将苯基硝基烯烃化合物溶解于DMSO中，用恒压滴液漏斗缓慢滴加入叠氮化钠溶液中，控制滴加速度，反应温度为80℃。待滴加完毕后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到黄棕色固体。再进一步反应得到5位上有取代的三唑。
反应方程式如下：
1,2,3-三唑糖缀合物的合成
将1,2,3-三唑类化合物和1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-对甲苯磺酰基-D-呋喃核糖加入到圆底烧瓶中，加入少量碱，加入DMF做溶剂，在70℃～100℃的条件下进行反应，反应6h，反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到通式化合物I。
反应方程式如下：
将通式化合物I加入到稀酸的水溶液中，70℃～100℃条件下反应两天。反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到通式化合物II。
反应方程式如下：
实施例1
步骤1：化合物a1的合成，
称取叠氮化钠(8.7g，0.13mol)溶解于35mLDMSO中，加热搅拌，将苯基硝基烯烃化合物(16.63g，0.11mol)溶解于30mLDMSO中，用恒压滴液漏斗缓慢滴加入叠氮化钠溶液中，控制滴加速度为3秒滴加一滴，反应温度为80℃。待滴加完毕后，停止加热并继续搅拌，冷却至室温；向混合液中加入氯化铵溶液，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到黄棕色固体。最后用二氯甲烷以少量多次的原则洗涤所得产品，得到白色固体约14.51g，收率为91％。
步骤2；化合物b1的合成
取5gD-核糖(30mmol)悬浮于30mL无水丙酮和10mL无水甲醇的混合液中，加入4g(30mmol)无水硫酸镁和0.3g(2mmol)对甲苯磺酸于40～45℃搅拌反应4h。过滤，乙酸乙酯萃取，得到浅黄色液体。在该黄色液体中加入4.6mL(33.1mmol)三乙胺，0℃下滴加30mL含有5.8g(33.1mmol)对甲苯磺酰氯的无水二氯甲烷溶液，滴毕，0～5℃搅拌5h，加水5mL搅拌30min，萃取，减压浓缩，浓缩物用无水乙醇重结晶，得到白色固体(8.63g收率72.4％)。
步骤3；化合物c1的合成
取苯三唑(化合物a1)300mg，1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-对甲苯磺酰基-D-呋喃核糖(化合物b1)878mg，碳酸钾600mg。加到100mL圆底瓶，加入DMF30mL，加热到80，℃反应6h。用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到淡黄色固体。乙酸乙酯/石油醚(1：10)柱层析得到白色固体，即化合物c1。
1HNMR(600MHz,CDCl3)δ7.87(s,1H),7.78(d,J＝7.2Hz,2H),7.42(d,J＝7.8Hz,2H),7.35(t,J＝7.2Hz,1H),5.03(s,1H),4.86(d,J＝6.0Hz,1H),4.78(t,J＝7.2Hz,1H),4.71(d,J＝6.0Hz,1H),4.64–4.56(m,2H),3.41(s,3H),1.47(s,3H),1.31(s,3H).
实施例2～5
实施例2～5的反应步骤参考实施例1的步骤1、步骤2、和步骤3、参与反应化合物列表如下：
c2：1HNMR(600MHz,CDCl3)δ7.76–7.62(m,2H),7.57–7.51(m,1H),7.41(t,J＝7.8Hz,1H),7.32(dd,J＝14.4,7.3Hz,1H),5.01(s,1H),4.85(dd,J＝11.4,5.9Hz,1H),4.78–4.73(m,1H),4.69(dd,J＝6.0,2.0Hz,1H),4.54–4.47(m,2H),3.38(d,J＝3.6Hz,3H),2.45(d,J＝16.2Hz,3H),1.44(d,J＝11.4Hz,3H),1.29(s,3H).
c3：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.68(d,J＝7.8Hz,1H),7.37(t,J＝4.2Hz,2H),7.27(s,1H),5.03(s,1H),4.90(d,J＝6.0Hz,1H),4.76(d,J＝7.2Hz,1H),4.70(d,J＝6.0Hz,1H),4.55(dd,J＝7.2,3.0Hz,2H),3.39(s,3H),2.27(s,3H),1.48(s,3H),1.31(s,3H).
c4：1HNMR(600MHz,CDCl3)δ8.15(s,1H),7.83(d,J＝8.4Hz,1H),7.48(s,1H),7.30(d,J＝8.4Hz,1H),5.03(s,1H),4.87(d,J＝6.0Hz,1H),4.79(t,J＝7.2Hz,1H),4.71(d,J＝6.0Hz,1H),4.62(dd,J＝12.0,7.5Hz,2H),3.41(s,3H),1.47(s,3H),1.31(s,3H).
c5：1HNMR(600MHz,CDCl3)δ7.55(dd,J＝7.2,2.3Hz,4H),7.35(dd,J＝5.4,1.7Hz,6H),5.04(s,1H),4.93(d,J＝6.0Hz,1H),4.84(t,J＝7.2Hz,1H),4.73(d,J＝6.0Hz,1H),4.65–4.59(m,2H),3.42(s,3H),1.47(s,3H),1.31(s,3H).
实施例6
实施例6的步骤1、步骤2以及步骤3参考实施例1。
步骤4：
将白色固体c6加入稀硫酸溶液中，80℃搅拌，反应2天，TLC监测反应，待反应结束后，停止加热，冷却到室温，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到淡黄色固体，乙酸乙酯/石油醚(1：1)柱层析得到白色固体。该白色固体为化合物d6。
1HNMR(600MHz,DMSO)δ8.14(s,1H),7.76(d,J＝8.4Hz,2H),7.01(d,J＝8.4Hz,2H),5.06(s,1H),4.94(d,J＝6.0Hz,1H),4.62(dd,J＝13.8,3.2Hz,1H),4.47(dd,J＝13.8,8.7Hz,1H),4.22(d,J＝6.0Hz,1H),4.08–4.00(m,1H),3.41(d,J＝10.2Hz,4H).
实施例7
实施例7的步骤1，步骤2，步骤3参考实施例1，实施例7的步骤4参考实施例6。
1HNMR(600MHz,CDCl3)δ7.99(dd,J＝17.4,7.5Hz,2H),7.77–7.68(m,2H),7.56(dd,J＝15.6,8.2Hz,1H),7.47–7.40(m,2H),7.40–7.31(m,3H),5.30(d,J＝46.8Hz,1H),4.79–4.71(m,1H),4.67(qd,J＝14.4,5.7Hz,2H),4.52(d,J＝5.4Hz,1H),4.12(s,1H),4.00(d,J＝14.4Hz,1H).
实施例8
活性测试：
蔗糖在α-葡萄糖苷酶的作用下分解为葡萄糖，通过葡萄糖氧化酶法测定反应体系中葡萄糖的生成量，计算供试品对α-葡萄糖苷酶的抑制作用。取供试品溶液，稀释成系列浓度。试验时，分别取系类浓度的样品溶液10μL，加入0.5μ/mLα-葡萄糖苷酶溶液10μL，再加入25mmol/L蔗糖10μL，在37℃下反应15分钟，该反应于96孔培养板上完成，采用葡萄糖氧化酶法，用酶标仪在490nm条件下测定吸光度值(A)，以葡萄糖的生成量作为指标计算抑制率；选取阿卡波糖作为阳性对照，同时设定空白对照，阴性对照及样品对照，计算如下：
酶活性抑制率％＝[A阴性－(A样品－A样品对照)]/(A阴性－A空白)×100％
部分化合物α-糖苷酶抑制率如下表：
Claims (11)
1.N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，其结构通式如下：
其中：R1为H原子、卤原子、1～6个碳原子的烷基、3～10个碳原子的烷氧基、芳基、杂环基、苯甲酰基、甲酸基或氰基；R为氢、烷基、卤原子、硝基、烷氧基或氰基，且位于芳环的邻、间、对位的单取代或多取代。
2.N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，其结构通式如下：
其中：R1为H原子、卤原子、1～6个碳原子的烷基、3～10个碳原子的烷氧基、芳基、杂环基、苯甲酰基、甲酸基或氰基；R为氢、烷基、卤原子、硝基、烷氧基或氰基，且位于芳环的邻、间、对位的单取代或多取代。
3.根据权利要求1或2所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，其特征在于所述的芳基为苯基或被F、Cl、Br、I、CN、NO2取代苯基。
4.根据权利要求1或2所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，其特征在于所述的杂环基为吡啶、嘧啶、喹啉或异喹啉。
5.根据权利要求1或2所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物，其特征在于所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物为消旋体、R型异构体或S型异构体。
6.权利要求1所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的制备方法，包括有以下步骤：
将1,2,3-三唑类化合物和1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-对甲苯磺酰基-D-呋喃核糖加入到圆底烧瓶中，加入少量碱，加入溶剂，在70℃～100℃条件下反应6h，反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物。
7.权利要求2所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的制备方法，包括有以下步骤：将1,2,3-三唑类化合物和1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-对甲苯磺酰基-D-呋喃核糖加入到圆底烧瓶中，加入少量碱，加入溶剂，在70℃～100℃条件下反应6h，反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物，加入到稀酸的水溶液中，70℃～100℃条件下反应两天，反应结束后，停止加热，用乙酸乙酯萃取，提取有机相，再次用饱和食盐水洗涤有机层，然后用无水硫酸钠干燥有机层，过滤，减压浓缩得到N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的水解产物。
8.按权利要求6或7所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的制备方法，其特征在于所述的溶剂为DMF、DMSO或乙腈。
9.按权利要求6或7所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的制备方法，其特征在于所述的碱为碳酸钾或碳酸钠。
10.按权利要求6或7所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑类化合物的制备方法，其特征在于所述的稀酸为硫酸。
11.权利要求1或2所述的N2-糖基取代的1,2,3-三唑化合物作为2型糖尿病的辅助药品的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160113 |