CN1064861A - 多羟基环戊烷衍生物，它们的制备及其治疗方面的应用 - Google Patents
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Abstract
具有抑制糖水解酶，特别是β-葡糖苷酶和蔗糖
酶的活性的能力，并因此可用于肿瘤、艾滋病、糖尿病
和肥胖症治疗和预防的5-氨基-1-(羟甲基)环戊烷
-1，2，3，4-四醇和2-氨基-4-(羟甲基)-3a，5，6，
6a-四氢-4H-环戊并[d]唑-4，5，6-三醇可以通过
trehazolin的水解制备。通过用新分离出的菌株
Micromonosporasp.SANK 62390，FERM Bp-3521
和Amycolatopsis sp.SANK 60791，FERM
BP-3513的发酵作用还可以制备2-氨基-4-(羟甲
基)-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并[d]唑-4，5，6-
三醇。
Description
本发明提供了二种具有某些有价值的生物活性的新的多羟基环戊烷衍生物，并且提供了制备这些化合物的方法，以及将它们用于治疗和预防的方法和组合物。
本发明的化合物是5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇，下文给出了各自的结构式（Ⅰ）和结构式（Ⅱ）。这些化合物可通过在下文中用式（Ⅲ）表示的、被称作trehazolin的化合物的发酵或离解来制备。但是，2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇和trehazolin都可以发生异构化，因此，它们也可以分别用下面的式（Ⅱa）和式（Ⅲa）来表示：
trehazolin被认为是与PCT申请公开号WO 90/10010中命名为“trehalostatin”的为同一化合物。
本发明化合物具有抑制各种糖水解酶，特别是抑制β-葡糖苷酶和蔗糖酶的活性的能力。
有报导说对β-葡糖苷酶具有强抑制活性的化合物，例如Castanospermine和deoxynojirimycin被用作抗肿瘤剂和抗艾滋病（AIDS）（获得性免疫缺陷综合症）剂〔R.A.Gruters等人，Nature，330，74-77（1987）;M.J.Humphries等人，Cancer Res.，46，5215-5222（1986）〕。因此，预计具有抑制β-葡糖苷酶活性能力的化合物可被用作抗肿瘤剂或抗艾滋病剂。
还有报导说，对蔗糖酶具有强抑制活性的化合物，例如AO-128和Acarbose被用作抗糖尿病剂和抗肥胖症剂〔Satoshi Horii等人，Journal of Medicinal Chemistry，29，1038-1046（1986）;T.Aida等人，Journal of Japanese Society of Food and Nutrition，34（2），134-139（1981）〕。因此，预计具有抑制蔗糖酶活性能力的化合物可被用于治疗和预防糖尿病和肥胖症。
与本发明化合物在结构上有某些相似之处的化合物有：
mannostatins，特别是由T.Aoyagi等人，〔The Journal of Antibiotics，Vol.XLII，No.6，883（1989）〕所述，提到它具有抑制α-D-甘露糖苷酶活性的能力;
（1S，2R，3S，4R，5R）-甲基〔2，3，4-三羟基-5-（羟甲基）环戊基〕胺，特别是由R.A.Farr等人所述〔Tetrahedron Letters，31，7109（1990）〕，也提到它具有抑制α-甘露糖苷酶活性的能力;
allosamidin，特别由S.Sakuda等人所述〔Tetrahedron Letters，27，2475（1986）〕，提到它具有抑制昆虫甲壳酶活性的能力;以及
Kifunensine，特别由H.Kayakiri等人所述〔J.Org.Chem.，54，4015（1989）〕，提到它是具有抑制α-甘露糖苷酶活性的免疫调节剂。
本发明的目的是提供对某些糖水解酶具有抑制活性的新化合物。
本发明进一步的目的是提供具有这种活性，因此预计可用于肿瘤、艾滋病、糖尿病和肥胖症的治疗和预防的化合物。
由本文的继续描述，其它目的和优点也是显而易见的。
本发明的化合物是上文给出的式（Ⅰ）化合物5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇，以及上文给出的式（Ⅱ）化合物2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。
本发明还提供了药物组合物，该组合物是在与药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂形成的混合物中含有有效量的5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇。
本发明还提供了药物组合物，该组合物是在与药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂形成的混合物中含有有效量的2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。
本发明还进一步提供了治疗或预防动物，例如哺乳动物，特别是人类的肿瘤或肿瘤前期症状的方法，该方法是对其施用有效量的5-氨基-1-（羟甲基）-环戊烷-1，2，3，4-四醇。
本发明还进一步提供了治疗或预防动物，例如哺乳动物，特别是人类的获得性免疫缺陷综合症的方法，该方法是对其施用有效剂量的5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇。
本发明还进一步提供了治疗或预防动物，例如哺乳动物，特别是人类的糖尿病或肥胖症的方法，该方法是对其施用有效剂量的2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。
如下文详述，5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇可由trehazolin或由2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇水解制备。2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇可由trehazolin水解或用小单孢菌属（Micromonospora）或Amycolatopsis种属的微生物发酵制得。
用作制备本发明化合物的起始原料的trehazolin可由培养能产生trehazolin的小单孢菌属或Amycolatopsis种属的微生物，优选是培养能产生trehazolin的小单孢菌属的微生物来制备。
能生成trehazolin的小单孢菌属微生物的实例是Micromonospora sp.SANK62390。这种微生物于1990年7月26日第一次保藏于日本工业科学技术局发酵研究所（Fermentation Research Institute，Agency of Industrial Science and Technology），Tsukuba-shi，Ibaraki-ken，日本，的国内储藏所，入藏号为FERM P-11631，后来根据布达佩斯条约的规定又于1991年8月21日在工业科学技术局发酵研究所保藏，入藏号FERM BP-3521。
能生成trehazolin的Amycolatopsis种属微生物的实例是Amycolatopsis sp.SANK60791，按照布达佩斯条约的规定又于1991年8月14日保藏于日本工业科学技术局发酵研究所，Tsukuba-shi，Ibaraki-Ken，日本，入藏号FERM BP-3513。
这二种都是新分离出的菌种，并且都是本发明的一部分。
微生物的特征
Micromonospora sp.SANK 62390
Micromonospora sp.SANK 62390菌种具有下列真菌学性质。
1.形态学特征
SANK62390菌种在28℃，于菌种鉴定使用的常规琼脂培养基中培养7至14天的过程中能正常或稍缓慢地生长，基质菌丝适当拉长并有淡橙色、橙色，直至暗棕灰色分枝，但没有在诺卡菌属菌种上观察到的缺口和急转折。气生的菌丝体发育不全，颜色为白色至棕白色。在单独的基质菌丝上可观察到孢子，并是在相当短的孢囊柄上形成一个一个的，孢子的形状是球形的，孢子的表面是平滑的。没有观察到特殊的有机体，如孢子囊、菌核、环生体等等。
2.在各种培养基中的生长
将菌株于28℃下在各种培养基中培养14天，表现出的性质列于表1。色调的表示采用了由日本颜色研究所（Japan Color Research Institute）编辑出版的“标准色指南”（Guide to Color Standard）中的色端数目（color tip number）表示。
表中使用了下述缩写：
G：生长;AM：气生菌丝体（Aerial mycelium），
R：反向;SP：可溶解色素（soluble pigment），
表1
SANK62390菌株的性质
培养基 特点 性质
蔗糖-硝酸盐琼脂 G：略差，平滑，浅橙色（3-9-6）
AM： 未形成
R： 浅橙色（3-9-6）
SP： 未产生
葡萄糖-天冬酰胺 G： 略差，平滑，
琼脂 黄橙色（12-7-7）
AM： 未形成
R： 浅橙色（6-8-7）
SP： 未产生
甘油-天冬酰胺 G： 略差，平滑，浅橙色
琼脂（ISP 5） （8-7-6）
AM： 未形成
R： 浅棕灰（2-6-6）
SP： 未产生
无机盐-淀粉 G： 好，平滑，浅橙色（8-7-6）
琼脂（ISP 4） AM： 未形成
R： 灰（N-5）
SP： 未生成
酪氨酸 G： 略差，平滑，暗橙色
琼脂（ISP 7） （6-8-6）
AM： 少量形成，发育不全，白色
R：棕白色（2-9-7）
SP： 未生成
营养琼脂 G： 略差、平滑、黄橙色
（DIFCO） （10-8-7）
AM： 未形成
R： 暗黄橙色（8-8-7）
SP： 未生成
酵母抽提物- G： 好，平滑，暗棕灰色
麦芽抽提物琼脂 （1-4-6）
（ISP 2） AM： 少量形成，发育不全，棕白色
（1-8-6）
R： 棕黑色（1-2-6）
SP： 未生成
麦片琼脂 G： 好，平滑，橙色（10-7-6）
（ISP 3） AM： 少量形成，发育不全，白色
R： 橙色（12-7-6）
SP： 未生成
水琼脂 G： 略差，平滑，淡黄橙色
（2-9-9）
AM： 未形成
R： 灰色（N-5）
SP： 未生成
马铃薯抽提物- G： 好，平滑，黄灰色
胡罗卜抽提物琼脂 （1-9-10）
AM： 少量生成，发育不全，白色
R： 棕白色（2-9-7）
SP： 未生成
3.生理学性质
在28℃开始培养后的第2天至第21天期间观察到的SANK62390菌株的生理学性质列于表2。
表2
淀粉水解 正
明胶的解凝 正
硝酸盐的还原作用 负
牛奶的凝固 正
牛奶的胨化 正
类黑素色素的产生（培养基1）＊ 负
（培养基2）＊ 负
（培养基3）＊ 负
基质酪蛋白的分解 正
酪氨酸 负
黄嘌呤 负
生长的温度范围（培养基4）＊ 17-42℃
生长的适宜温度（培养基4）＊ 27-32℃
盐耐受量 2%
＊培养基1：胰蛋白胨-酵母抽提物肉汤（ISP 1）
培养基2：胨-酵母抽提物-含铁琼脂（TSP 6）
培养基3：酪氨酸琼脂（ISP 7）
培养基4：酵母抽提物-麦芽抽提物琼脂（ISP 2）
SANK62390菌株也可以在28℃用Pridham-Gottlieb琼脂（ISP 9）作为培养介质进行培养。培养14天后所观察到的碳源同化作用列于表3。
表3
D-葡萄糖 利用
D-果糖 利用
L-阿拉伯糖 利用
L-鼠李糖 未利用
D-木糖 利用
蔗糖 未利用
肌醇 利用
棉子糖 利用
D-甘露糖醇 未利用
对照 未利用
4.细胞组分
用B.Becker等人〔Applied Microbiology，12，421-423（1984）〕的方法分析SANK 62390菌种的细胞壁，发现包括有外消旋-二氨基蒲桃酸。还有，SANK62390菌种整个细胞壁的糖组分用M.P.Lechevalier〔Journal of Laboratory & Clinical Medicine，71，934（1968）〕的方法分析，发现包括有阿拉伯糖和木糖，但未发现霉菌酸。细胞壁中的酰化型肽聚糖为羟乙酰基类型。鉴定出的主要甲基萘醌组分为MK-10（H6）、MK-10（H4）和MK-10（H8）。
所以，很显然这种微生物的分类应该是一新的种类，属于放线菌纲种系的小单孢菌属种属。在此基础上，将其表示为Micromonospora sp.SANK 62390。
Amycolatopsis sp.SANK 60791 Amycolatopsis sp.SANK60791菌种有下述真菌学性质。
1.形态学特征
在28℃下，SANK60791于菌种鉴定使用的常规琼脂培养基中培养的7至14天期间内正常地或稍缓慢地生长。基质菌丝适当拉长，有棕白色、浅黄棕色至暗黄色的平滑、不规则分枝。气生的菌丝体少而且发育不全，为白色、浅黄色至淡橙色。在培育的后期，基质菌丝和气生菌丝体分成几部分，有时可观察到具有杆菌结构的气生菌丝体。菌丝拉长，但没有在诺卡菌属菌株中观察到的急转折。没有观察到特殊的有机体，如孢子囊、菌核、环生体等等。
2.在各种培养基中的生长
将菌株于28℃下在各种培养基中培养14天，表现出的性质列于表4。色调的表示采用由日本颜色研究所编辑出版的“标准色指南”中的色端数目表示。
表中使用了下述缩写：
G：生长 AM：气生菌丝体
R：反向 SP：可溶性色素
表4
SANK 60791 菌株的性质
培养基 特点 性质
蔗糖-硝酸盐 G： 好，平滑，黄灰色
琼脂 （1-9-10）
AM： 稍差，白色
R： 黄灰色（2-9-10）
SP： 未生成
葡萄糖-天冬酰胺 G： 稍差，平滑，淡橙色
琼脂 （3-9-6）
AM： 少 少量形成，黄灰色
（2-9-10）
R： 浅棕色（3-8-6）
SP： 未生成
甘油-天冬酰胺 G： 好，平滑，棕白色
琼脂（ISP 5） （2-9-7）
AM： 发育不全，白色
R： 浅黄棕色（6-8-8）
SP： 未生成
无机盐-淀粉 G： 稍差，平滑，浅黄棕色
琼脂（ISP 4） （4-8-9）
AM： 发育不全，浅黄色（3-9-10）
R： 浅黄棕色（6-8-9）
SP： 未生成
酪氨酸琼脂 G： 很好，具皱的，棕白色
（ISP 7） （2-9-6）
AM： 少量形成，淡橙色（3-9-6）
R： 淡橙色（6-8-7）
SP： 未生成
营养琼脂 G： 好，平滑，浅黄棕色（4-8-8）
（DIFCO） AM： 发育不全，白色
R：浅黄色（3-9-8）
SP： 未生成
酵母抽提物- G： 好，具皱的，暗黄色
麦芽抽提物琼脂 （10-7-9）
（ISP 2） AM： 发育不全，白色
R： 暗黄橙色（10-7-8）
SP： 未生成
麦片琼脂·G： 稍差，平滑，浅黄棕色
（ISP 3） （4-8-9）
AM： 发育不全，白色
R： 浅黄色（4-9-9）
SP： 未生成
水琼脂 G： 稍差，平滑，黄灰色
（1-9-10）
AM： 稍差，白色
R： 黄灰色（1-9-10）
SP： 未生成
马铃薯抽提物- G： 稍差，平滑，黄灰色
胡罗卜抽提物琼脂 （1-9-10）
AM： 发育不全，白色
R： 黄灰色（2-9-11）
SP： 未生成
3.生理学性质
于28℃开始培养后的第2天至第21天期间观察到的SANK60791菌株的生理学性质列于表5。
表5
淀粉水解 负
明胶的解凝 正
硝酸盐的还原 正
牛奶的凝固 正
牛奶的胨化 负
类黑素色素的产生（培养基1）＊ 负
（培养基2）＊ 负
（培养基3）＊ 负
基质酪蛋白的分解 负
酪氨酸 正
黄嘌呤 负
盐耐受量 （培养基4）＊ 3%
＊培养基1：胰蛋白胨-酵母抽提物肉汤（ISP 1）
培养基2：胨-酵母抽提物-含铁琼脂（ISP 6）
培养基3：酪氨酸琼脂（ISP 7）
培养基4：酵母抽提物-麦芽抽提物琼脂（ISP 2）
SANK60791菌株也可以在28℃用Pridham-Gottlieb琼脂（ISP 9）作为培养介质进行培养。培养14天后观察到的碳源同化作用列于表6
表6
D-葡萄糖 利用
D-果糖 利用
L-阿拉伯糖 稍利用
L-鼠李糖 利用
D-木糖 利用
蔗糖 利用
肌醇 不用
棉子糖 利用
D-甘露糖醇 利用
对照 不用
4.细胞组分
用B.Becker等人的方法〔Applied Microbiology，12，421-423（1984）〕分析SANK60791菌株的细胞壁，发现含有外消旋-二氨基蒲桃酸。更进一步，SANK60791菌株整个细胞壁的糖组分可用M.P.Lechevalier的方法〔Journal of Laboratory & Clinical Medicine，71，934（1968）〕分析，发现包括有阿拉伯糖，但未发现霉菌酸。经证明，细胞壁中的酰基型肽聚糖为乙酰基类型。鉴定出的主要甲基萘醌组分为MK-9（H4）。
所以，适当的是该微生物的分类应该是一新的种类，属于放线菌纲种系的Amycolatopsis种属，在此基础上，将其表示为Amycolatopsis sp.SANK60791。
按照ISP（The International Streptomyces Project）标准，Bergey的Manual of Systematic Bacteriology，Vol.4放线菌纲，Vol.2和近来关于放线菌纲的其它论文对SANK62390和SANK60791菌株进行鉴定。
已经确认SANK62390和SANK60791菌株产生trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。但是，正如已知的那样，一般来说真菌的性质，特别是放线菌科微生物的性质能发生很大变化，这些真菌很容易发生突变，可以是通过自然的原因，也可以是通过人工手段诱导的结果（例如紫外光辐照、放射性辐射、化学处理等等）。相应来说，本发明包括了任何其分类为小单孢菌属或Amycolatopsis种属的、并且具有SANK62390和SANK60791菌种所具有的能生成trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的特征性能力的微生物之应用。不能认为新的微生物，SANK62390和SANK60791菌株是个例外，术语“SANK62390”和“SANK60791”包括了这些菌株的所有变体，它们都具有SANK62390和SANK60791菌株能产生trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的特征性能力，而且这些变体还包括由基因工程技术的手段，例如重组、转导作用、转化作用等得到的变体。在本文给出的关于trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇性质的资料的基础上，要确定任何给出的菌株是要生产这些化合物，还是生产足够量的这些化合物，从而为可能的商业目的提供菌种只是个简单的试验方法问题。
在由类似微生物生产其它发酵产品时常用类型的培养基中培养这些真菌的菌种可以制备按照本发明的trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。正如本专业熟练技术人员所知，这些培养基中必须含有微生物学上可同化的碳源和氮源，以及无机盐。
碳源的优选实例包括：葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、甘露糖醇、甘油、糊精、燕麦、黑麦、玉米淀粉、马铃薯淀粉、玉米粉、大豆粉（soybean meal）、棉籽饼、棉籽油、糖蜜、柠檬酸、酒石酸等等。这些化合物可以单独使用，或者以任何适当的结合形式使用。一般来说使用量可在培养基的1至10%（重量比）范围内变化。
优选的氨源通常是含蛋白质的材料，如在发酵过程中常使用的材料。这些氮源的实例包括：大豆粉、麦糠、花生粉、棉籽饼、棉籽油、棉籽粉、酪蛋白水解物、Pharmamin、鱼粉、玉米浆、胨、肉膏、酵母、酵母提取物、麦芽提取物、硝酸钠、硝酸铵、硫酸铵等等。这些氮源可以单独使用，也可以任何适当结合的方式使用。一般来说选择以其浓度为培养基的0.2至6%（重量）使用。
能掺入培养基的营养无机盐是能为微生物生长提供各种必要离子的常用盐类，例如钠、铵、钙、磷酸盐、硫酸盐、氯化物和碳酸盐离子。此外，该培养基还应含有少量基本的痕量元素，如钾、钙、钴、锰、铁和镁。
当本发明的方法采用液体培养技术进行时，在培养基中优选使用诸如硅油、植物油或表面活性剂的消泡剂。通过培养小单孢菌属和Amycolatopsis种属的微生物，特别是SANK62390和SANK60791菌种生产trehazolin或2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的培养基的PH值优选在5.0至8.0的范围内变化，更优选的在6.5至7.5之间变化。
培养可在15至38℃范围内的任何温度下进行，但对良好地生长由22至38℃的温度更好，并且，为了更适于生产trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕恶唑-4，5，6-三醇，由22℃至28℃的温度为优选温度。
当这些化合物在好气培养条件下生产时，可使用常规好气培养方法，例如固体培养、振荡培养和通气搅拌（水下）培养的方法。在小规模培养的情况下，典型的是在28℃振荡培养几天。在这种小规模培养方法中，培养可从1或2增殖阶段开始，在例如装有隔板的锥形瓶中生成种子培养物，所说的隔板的作用如同液体流动调节器。在种子培养阶段的培养基中最好既含有碳源又含有氮源。在这种小规模培养的优选操作序列中，种子培养瓶在常温孵化器中于28℃下振荡7天，或者是振荡至达到足够的生长。然后将生长成的种子培养物转移至第二种子培养基中或者转移至生产培养基中。在使用中间体生长相时，使用相同的方法进行生长，并且将所得中间产物的等分部分接种到生产培养基中，接种瓶在振荡的同时孵化数天，在完成孵化后，可将瓶中的内容物离心或过滤。
在大规模生产的情况下，优选采用装备有搅拌器和通气装置的发酵罐。在这种情况下，营养介质可在发酵罐内制备。该培养基最好是用将温度提高至125℃的方法灭菌，然后冷却，灭菌后的培养基可用前面制得的种子培养物接种，然后在搅拌和在例如28℃通气的条件下进行培养。本方法适合于要得到大量本发明化合物的情况。
正如下文更详细叙述的，培养的进程和培养过程中产生的所需的trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的数量可用化合物生物活性测定，或者用由培养物肉汤中得到的纯化合物样品的高效液相色谱（HPLC）或气相色谱/质谱（GC/MC）来测定。Trehazolin对蚕的海藻糖酶具有抑制活性，因此可用诸如下文试验实施例3说明的技术，根据培养物肉汤对蚕的海藻糖酶的抑制活性控制其生产。
另一方面，2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的生产最好是用HPLC或GC/MS来控制。这可以按下法进行：使培养物肉汤与适当的吸附树脂（例如以商品名Amberlite IRC-50（NH+4）出售的）接触，将2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇吸附到例如色谱柱上，接着，用水洗涤;用适当的洗脱液，如0.5N氨的水溶液进行洗脱;浓缩洗脱液，例如减压蒸发;冷冻残余物生成粉末。粉末中2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的量可用HPLC测定。另外，可以先将化合物乙酰化，粉末中2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的量可用GC/MC测定。
一般说来，在开始发酵后72到150小时之间trehazolin的量达到最大值，而2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的量在开始发酵96到168小时之间达到最大值。但是，准确的时间随湿度和其它发酵条件而变化，按上面所建议的，任何一组条件的准确最佳时间可以很容易地按照目的产物的生产来确定。
当使用小单孢菌属菌种时，通常能生成trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇二种，按下文所述，在回收步骤中可用常规手段将它们分离。Amycolatopsis种属的菌株通常只生成2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。虽然这二种化合物都存在于菌丝体中，但它们都被释放到液相之中，最容易把它们从液相中回收。
在完成培养以后，存在于培养物肉汤液相中所需trehazolin和/或2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇可通过滤出菌丝体和其它固体物料进行分级，优选采用硅藻土作为助滤剂，或者通过离心进行分级。而后利用这些化合物的物理化学性质，可将存在于滤液或上清液的这些化合物萃取回收，然后用常规手段纯化。
例如，这些化合物可以从滤液或上清液中使其通过一含有吸附剂，例如诸如Amberlite IRC-50或CG-50的离子交换树脂或Dowex 50WX4或SBR-P的柱子，这样或者杂质留于树脂中，然后去除，或者将目的化合物保留于树脂中，然后用如氨的水溶液洗脱回收。其它吸附剂的实例包括活性碳或其它吸附树脂，例如Amberlite XAD-2或XAD-4（Rohm and Haas Co.的产品），或Diaion HP-10、HP-20、CHP-20、HP-50（Asahi Chemical Industry Co.Ltd.产品）。把含有trehazolin和/或2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的溶液通过含有如上所述这些吸附剂之一的吸附剂层，这样或者杂质保留于吸附剂中，然后去除，或者把目的产物保留其中，然后用例如含水甲醇、含水丙酮等洗脱回收。
这样得到的trehazolin或2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇可以用下述各种已知技术进一步纯化，例如用使用如硅胶或硅酸镁载体作载体的吸附柱色谱;用Avicel（Asahi ChemicalIndustry Co.Ltd.的产品）或Sephadex LH-20（Pharmacia Inc.的产品）的分配柱色谱;或用正、反相或离子交换柱的HPLC。
本发明式（Ⅰ）化合物，5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇，和本发明式（Ⅱ）化合物，2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇可以通过上述制得的Trehazolin的水解作用制备。
此反应较优选地是在酸的存在下并且必须在水的存在下进行。所使用的酸的性质没有特殊的限制，任何通常用于常规水解反应的酸都可同样使用。例子包括水溶液形式的无机酸如盐酸或硫酸以及有机酸如乙酸或丙酸。优选的酸是盐酸。
反应可以在很宽的温度范围内进行，并且对于本发明精确的反应温度是无关紧要的。我们发现，通常在大约室温至120℃，较优选地是90℃至100℃的温度下进行反应是方便的。反应所需时间也可以有很大不同，它依赖于许多因素，特别是反应温度以及所用试剂和溶剂的性质，而且，正如下面所说明的，也依赖于目的产物。
可以理解的是，5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇可以用相同的水解反应由相同的原料制备。因此，产物通常含有这两种化合物的混合物。但是，通过选择合适的反应条件，有可能会使这些化合物中的一种化合物的生成比另一种更有利。因此，通常温和的条件对2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的生成有利而较剧烈的条件对5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇的生成有利。
相应地，对于生成2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇，最好选择使用相对温和的酸性试剂，例如0.2N盐酸水溶液，并且较优选地是令反应持续1小时至2天的时间，更优选地是5至6小时。
另一方面，选择强酸，例如4N盐酸水溶液可大大促进5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇的生成，并且较优选地是令反应持续1小时至2天的时间，更优选地是20小时至24小时。
另外，5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇可以通过2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的水解作用制备。在此情况下，本发明的水解反应可以在酸或碱的存在下进行。对所使用酸或碱的性质没有特殊限制，任何在水解反应中常用的酸或碱都可以在此同样使用。
当此反应使用酸时，合适的酸的实例包括：无机酸，例如氢卤酸（如盐酸、氢溴酸或氢碘酸）、硫酸、高氯酸、磷酸和硝酸;有机羧酸，例如低级链烷酸（如甲酸、乙酸、草酸或三氟乙酸）;低级烷磺酸（如甲磺酸、乙磺酸或三氟甲磺酸）;以及芳基磺酸（如苯磺酸或对甲苯磺酸等）。优选的酸是无机酸，特别是盐酸。
通常，反应优选在溶剂存在下进行。反应通常并且最好是在溶剂存在下完成。对于所使用的溶剂的性质没有特殊的限制，条件是其对反应或参与反应的试剂没有相反作用，并且能溶解，至少是一定程度地溶解试剂。合适溶剂的实例包括醇类，例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇;亚砜类，例如二甲亚砜或四氢噻吩砜;有机酸类，特别是脂肪酸类，例如乙酸或丙酸;以及水。优选的溶剂包括水以及水和有机溶剂的混合物。
通常并且最好是所用酸的量为每摩尔起始化合物用1至20摩尔，较优选地是5至10摩尔。
反应可以在很宽的温度范围内进行，并且对于本发明精确的反应温度是无关紧要的。我们发现通常在大约室温至150℃，较优选地是90℃至110℃的温度下进行反应是较便利的。反应所需时间也可以很不相同，其依赖于许多因素，特别是反应温度以及所用试剂和溶剂的性质。但是，当反应在上述优选的条件下进行时，通常反应进行1小时至2天，较优选地是20小时至30小时就足够了。
当反应使用碱时，合适的碱的实例包括：无机碱，例如碱金属氢氧化物（如氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾）;碱土金属氢氧化物如（氢氧化钙或氢氧化钡）;碱金属碳酸盐（如碳酸钠或碳酸钾）;以及碱金属卤化物（如碘化钠、溴化钠或碘化钾）;和有机碱，例如氨;烷基胺（如三乙胺）;以及杂环胺（如吗啉、N-乙基哌啶或吡啶）。
通常，反应优选地是在溶剂存在下进行。反应通常并最好是在溶剂存在下完成。对于所用溶剂的性质没有特殊的限制，条件是对反应或参与反应的试剂没有相反作用，并且能够溶解，至少是一定程度地溶解试剂。合适的溶剂的实例包括：醇类，例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇;醚类，例如四氢呋喃或二恶烷;亚砜类，例如二甲亚砜或四氢噻吩砜;以及水。优选的溶剂包括水以及水和有机溶剂的混合物。
加入碱的量通常，并且最好是对每摩尔起始化合物加0.01至10摩尔，较优选地是1至5摩尔。
反应可以在很宽的温度范围内进行，并且对于本发明精确的反应温度是无关紧要的。我们发现通常在0℃至120℃，较优选地是大约室温至100℃的温度下进行反应是较便利的。反应所需时间也可以大不相同，其依赖于许多因素，特别是反应温度以及所用试剂和溶剂的性质。但是，如果反应在上述优选的条件下进行，通常反应进行0.5小时至2天，较优选地是1小时至20小时就足够了。
通过常用于有机化合物的分离和回收的常规方法，可以由反应混合物中回收所需的式（Ⅰ）和（Ⅱ）化合物，例如各种色谱方法，特别是柱色谱法或制备薄层色谱法。各种选择已经在有关通过发酵制备Trehazolin和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的分离和纯化中描述过，并且这些选择也可以用来分离和纯化上述通过水解获得的5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。
本发明化合物，5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇和2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇，各自至少含有一个碱性氮原子，因此可以形成酸加成盐。这些酸加成盐的性质没有特殊限制，只有当它们用于治疗目的时，它们应当是药学上可接受的，而当它们被用于非治疗目的时，例如作为制备其它的，以及可能有更好活性的化合物的中间体时，这种限制也不适用。这种酸加成盐的实例包括：与无机酸形成的盐，特别是与氢卤酸（例如氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸或盐酸），高氯酸，硝酸、碳酸，硫酸或磷酸形成的盐;与低级烷基磺酸，例如甲磺酸、三氟甲磺酸或乙磺酸形成的盐;与芳基磺酸，例如苯磺酸或对甲苯磺酸形成的盐;与有机羧酸，例如乙酸、富马酸、酒石酸、草酸、马来酸、苹果酸、琥珀酸或柠檬酸形成的盐;以及与氨基酸，例如谷氨酸或天冬氨酸形成的盐。
本发明化合物在它们的分子中必然含有几个不对称碳原子，并因此可以形成光学异构体。虽然所有这些在此都是用单一的分子式表示的，但本发明既包括单一的、分离后的异构体，也包括混合物，其中包括其外消旋体。当使用立体有择合成法或使用光学活性化合物作原料时，可以直接制备单一的异构体;另一方面，如果制备的是异构体混合物，那么单一的异构体可以通过常规的拆分技术获得。
5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇具有能够抑制β-葡糖苷酶的活性并且具有低毒性，因此预计它可用于肿瘤和艾滋病的治疗和预防。2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇具有能够抑制蔗糖酶的活性并且具有低毒性，因此预计它可用于糖尿病和肥胖症的治疗和预防。
当这些化合物用于治疗目的时，它们可以单独服用或者以除了活性化合物外还含有一种或多种稀释剂、载体或赋形剂的合适的药剂服用。当然，剂型的性质将依赖于施药的途径。然而，对于口服途径，化合物较优选的是配制成粉剂、颗粒剂、片剂或胶囊。对于非肠道给药，其较优选的是配制成注射剂。这些制剂可以通过加入如载体、粘合剂、崩解剂、润滑剂、稳定剂和矫味剂的添加剂根据已知方法制备。尽管剂量可以依赖于患者的症状及年龄、疾病或失调的性质及严重程度以及施药的途径和方式而不同，但就口服施药来说，对于成年患者，服用本发明化合物通常的日剂量为1至1000mg。化合物可以以一次剂量服用，或以分次剂量服用，例如每天二或三次。
本发明化合物的制备可以通过下列非限定性实施例进一步说明。
实施例1
Trehazolin的制备
1（A）培养
将铂环量的Micromonospora SP.SANK62390接种于三个500ml锥形瓶的各个烧瓶中，所有的烧瓶都装有挡板并且各含有80ml培养基1（具有下文特定的组成），于旋转振动机（rotary shaking machine）上以220rpm的转速将接种的烧瓶于28℃恒温培养216小时，给出第一代种子培养物。
培养基1：
葡萄糖 1%
甘油 1%
麦片 0.5%
蔗糖 1%
大豆粉 2%
酪蛋白氨基酸 0.5%
压榨酵母 1%
CaCO30.1%
CB442 0.01%
水 加至100%
（灭菌前PH7.0）
百分比为重量百分比，以培养基的最终体积作基准。
在四个各含有800ml培养基2（具有下述特定的组成）的2升锥形瓶中，以40ml培养基肉汤从第一代锥形瓶中接种，并将该锥形瓶于旋转振动机上以220rpm的转速，于28℃下振动96小时，给出第二代种子培养物。用1.5升上述第二代种子培养物肉汤接种到各含有15升培养基2（具有下述特定组成）的两个30升广口发酵罐中，这两个罐子事先均在120℃灭菌35分钟，然后冷却至28℃。将发酵罐在每分钟15升空气流的通气条件下，在28℃以100rpm的转速搅拌96小时。
培养基2：
葡萄糖 2%
可溶淀粉 1%
压榨酵母 0.9%
肉膏（Kyokuto） 0.5%
多蛋白胨 0.5%
NaCl 0.5%
CaCO30.3%
CB442 0.01%
水 加至100%
（灭菌前PH7.2）
百分比是重量百分比，以培养基的最终体积作基准。
（B）回收
将3kg Celite 545助滤剂（Johns ManvilleProducts Corp.产品的商品名）加到30升上述获得的全部肉汤中并将混合物过滤。滤液（29升）通过一含有6升Dowex SBR-P（Cl-）（Dow Chemical产品的商标）的柱子，将洗脱液的PH值调至5.0，然后将溶液通过一含有6升Dowex 50WX4（H+）（Dow Chemical产品的商标）的柱子。Trehazolin被吸附并保留于柱中。该柱用20升去离子水洗涤并然后用30升0.5N氨水溶液洗脱，给出13升活性馏分。将所有洗脱液（13升）通过减压蒸发浓缩并冷冻干燥，给出43.4g含有trehazolin的粗制粉末。将该粉末溶于2升10mM甲酸铵缓冲溶液（PH6.0）中，并将溶液用一含有1.5升Dowex 50WX4（商品名）的柱子吸附，该柱事先用20mM甲酸铵缓冲溶液（PH6.0）平衡。柱子用3升相同的20mM甲酸铵缓冲溶液洗涤，随即用2升去离子水洗涤，此后将其用0.2N氨水溶液洗脱，将洗脱液分成每份500ml。将实际上含有全部trehazolin的馏份2-4合并并于减压下蒸发浓缩，然后将产品冷冻干燥，给出2.55g粗制粉末。重复与此相同的步骤制备的粗制粉末可直接用于实施例3中，而无需进一步纯化。
用80%v/v乙腈水溶液将粗制粉末吸附于一填装有200mlAvicel（Asahi Chemical Industry Co.，Ltd.产品的商标）的柱子上，柱子用700ml80%v/v乙腈水溶液，然后先用500ml75%v/v乙腈水溶液，然后再用700ml70%v/v乙腈水溶液洗脱，将洗脱液分成每份19ml。将含有trehazolin的馏份35-50合并并于减压下蒸发浓缩，将残余物冷冻干燥，给出658mg粉末。将此粉末全部溶于150ml水中，并将获得的溶液的PH值调至6.0，然后将溶液吸附于一装填有300ml Amberlite CG-50（H+∶NH+ 4＝2∶3，商标）的柱子上，柱子用500ml去离子水洗涤并用0.1N氨水溶液洗脱，将洗脱液分成每份20ml。将含有trehazolin的馏份92-121合并并于减压下蒸发浓缩，然后将获得的残余物冷冻干燥，给出102.8mg粉末。将此粉末全部溶于10ml2mM甲酸铵缓冲溶液（PH6.0）中，用相同的2mM甲酸铵缓冲溶液将获得的溶液吸附于一装填有400ml Diaion CHP20P（Mitsubishi Kasei Co.产品的商标）的柱子上，柱子用相同的2mM甲酸铵缓冲溶液洗脱，将洗脱液分成每份5ml。将含有trehazolin的馏份59-73合并并于减压下蒸发浓缩，然后将获得的残余物冷冻干燥，给出18mg粉末，用相同的2mM甲酸铵缓冲溶液作洗脱液，将此粉末通过Diaion CHP20P洗脱进一步纯化，给出6.2mg无色粉末。
此粉末通过如下的制备薄层色谱法纯化。将粉末（6.2mg）溶于少量水中并点在三块硅胶板（Merck Art5715，20×20cm）上，该硅胶板用乙腈、乙酸和水6∶1∶3体积比的混合液展开直至15cm高。将Rf0.42至0.5之间的色带由板上刮下并装入一柱子中。柱子用100ml去离子水洗脱，洗脱液通过一含有5ml Dowex 50WX4（H+）的柱子，此时trehazolin被吸附并被保留下来。柱子用去离子水洗涤，然后用50ml0.5N氨水溶液洗脱。洗脱液于减压下蒸发浓缩，并将获得的残余物冷冻干燥，给出5.1mg无色粉末状trehazolin，高效液相色谱显示一单峰。
产物具有下列性质：
1）状态和外观：基本无色粉末;
2）溶解性：溶于水和甲醇，不溶于丙酮和氯仿;
3）显色试验：对硫酸阳性;
4）分子式：C13H22N2O10;
5）分子量：366（通过FAB-质谱测定-“FAB”即快原子轰击）;
6）旋光率：〔α〕25 D+99.5°（C＝0.41，H2O）;
7）紫外吸收光谱：λmaxnm（E1% 1cm），在水中测定的紫外吸收光谱在220nm以上没有显示出任何最大特征吸收;
8）红外吸收光谱：νmaxcm-1（KBr），3367、2938、1663、1552、1384和1056;
9）1H-核磁共振谱：δppm，在重水中，用TMS（四甲基硅烷）作外标测定1H-核磁共振谱（400MHz），
信号显示如下：
3.22（1H，双重双峰，J＝8.98和10.31Hz）;
3.38（1H，多重峰，J＝2.44，5.26和10.31Hz）
3.46（1H，双重双峰，J＝8.98和9.99Hz）;
3.53（1H，双重峰，J＝11.96Hz）;
3.55（1H，双重双峰，J＝5.26和12.21Hz）;
3.57（1H，双重双峰，J＝5.38和9.99Hz）;
3.62（1H，双重双峰，J＝2.44和12.21Hz）;
3.63（1H，双重峰，J＝11.96Hz）;
3.77（1H，双重峰，J＝4.89Hz）;
4.02（1H，双重双峰，J＝2.08和4.89Hz）;
4.17（1H，双重峰，J＝8.55Hz）;
4.77（1H，双重双峰，J＝2.08和8.55Hz）;
5.15（1H，双重峰，J＝5.38Hz）;
10）13C-核磁共振谱：δppm，在重水中，用四甲基硅烷作外标测定13C-核磁共振谱（100MHz），信号显示如下：
60.7、61.9、69.6、69.9、72.0、73.0、73.0、80.1、80.3、80.6、82.8、87.3和161.1;
11）高效液相色谱：
分离柱：Senshu Pak ODS-H-2151（Senshu Scientific Co.），6φ×150mm（5μ）;
流动相：10%（v/v）含0.5%PIC B8（Waters Inc.产品）的乙腈一水;
流速：1.5ml/min;
监测器波长：紫外线210nm;
柱温25℃下观测到保留时间为6.9分钟的峰;和
12）薄层色谱：
Rf值：0.44;
吸附剂：涂硅胶玻璃板（Merk Art 5715）;
展开剂：乙腈、乙酸和水6∶1∶3体积比的混合液。
实施例2
5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷
-1，2，3，4-四醇的制备
将19.3mg trehazolin（如上述实施例1中制备）溶于1ml4N盐酸水溶液中的溶液置于一安瓿中并将其于100℃加热水解24小时，最后，将反应混合物用水混合，然后于减压下通过蒸发浓缩至干。残余物再次用水混合并于减压下通过蒸发浓缩至干，以蒸馏出盐酸。将蒸馏的残余物溶于20ml水中，并将溶液的PH值调至6.0。将获得的溶液通过一20ml Amberlite CG-50（NH+ 4）（商品名）的柱子，并将柱子用60ml去离子水洗涤，然后再用0.2N氨水溶液洗脱。将洗脱液于减压下蒸发浓缩，并将残余物冷冻干燥，给出5.1mg不纯的无色粉末状5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇。
将上述获得的不纯的粉末状5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇（5.1mg）全部溶于少量水中并通过下述的制备薄层色谱法纯化。将溶液点在两块硅胶板（Merck Art 5715，20×20cm）上并用乙腈、乙酸和水6∶1∶3体积比的混合液展开直至15cm高，将Rf0.36至0.47之间的色带由板上刮下来并装入柱子中，然后将其用50ml去离子水洗脱。将洗脱液通过10ml Amberlite CG-50（NH+ 4），5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇被吸附在柱子上。将柱子用50ml去离子水洗涤，然后再用50ml0.2N氨水溶液洗脱。将洗脱液于减压下蒸发浓缩并冷冻干燥，给出3mg具有下列性质的无色粉末状所需5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇;
1）颜色和外观：基本无色粉末;
2）溶解性：溶于水，不溶于丙酮和氯仿;
3）显色试验：茚三酮反应阳性;
4）分子式：C6H13NO5;
5）分子量：179（通过FAB-质谱测定）;
6）旋光率：〔α〕D 25＝-3.7°（C＝0.51，H2O）;
7）紫外吸收光谱：λmaxnm（E1% 1cm）;在水中测定紫外吸收光谱在210nm以上时未显示出任何最大特征吸收;
8）红外吸收光谱：νmaxcm-1（KBr），3358、1668、1397和1066;
9）1H-核磁共振谱：δppm，在重水中，以四甲基硅烷作外标测定1H-核磁共振谱（400MHz），信号显示如下：
3.12（1H，双重峰，J＝7.1Hz）;
3.56（1H，双重峰，J＝11.98Hz）;
3.62（1H，双重峰，J＝12.2Hz）;
3.62（1H，双重峰，J＝6.8Hz）;
3.78（1H，双重双峰，J＝5.5和6.8Hz）;
3.90（1H，双重双峰，J＝5.5和7.1Hz）;
10）13C-核磁共振谱：δppm，在重水中，以四甲基硅烷作外标测定13C-核磁共振谱（100MHz），信号显示如下：
57.8、61.0、73.6、79.4、81.5、和81.7：以及
11）薄层色谱：
Rf值：0.39，
吸附剂：涂硅胶玻璃板（Merck Art 5715），
展开剂：乙腈、乙酸和水6∶1∶3体积比的混合液。
实施例3
2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的制备
将100g上述实施例1制备的并含有估计为225mg trehazolin的粗制粉末溶于100ml水和150ml4N盐酸水溶液的混合液中，通过加入4N盐酸水溶液将获得的溶液PH值调至2.5，然后向溶液中加入8ml浓盐酸和72ml水，使总体积达到480ml，盐酸浓度为0.2N。将获得的溶液置于圆底烧瓶中，然后在油浴中于100℃下水解6小时，最后，将反应混合物用水混合并于减压下通过蒸发浓缩至干。重复用水混合并蒸发至干的过程以蒸馏掉盐酸。将残余物溶于400ml水中，并通过加入1N氢氧化钠水溶液将溶液的PH值调至6.0，然后溶液用水稀释至8升体积。将获得的溶液通过一装填有600ml Amberlite CG-50（NH+ 4）的柱子，该柱用6升去离子水洗涤，然后再用0.5N氨水溶液洗脱。将洗脱液于减压下蒸发浓缩至体积200ml，并将浓缩液通过一装填有800ml Dowex 1×2（OH-）的柱子，然后柱子用去离子水洗涤，当除去第1个1.5升洗脱液后，随后的洗脱液分成每份20ml。用下文所述定量分析测定每个馏分以确定其是否含有目的产物。将的确含有此化合物的馏份70-110合并并于减压下蒸发浓缩。将残余物冷冻干燥，给出30mg具有下列性质的无色粉末状2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇：
1）颜色和外观：基本无色粉末;
2）溶解性：溶于水，不溶于丙酮和氯仿;
3）分子式：C7H12N2O5;
4）分子量：204（通过FAB-质谱测定）：
5）旋光率：〔α〕D 25+10.0°（C＝0.51，H2O）;
6）紫外吸收光谱：λmaxnm（E1% 1cm），在水中测定紫外吸收光谱在210nm以上时未显出任何最大特征吸收;
7）红外吸收光谱：νmaxcm-1（KBr），3358、1668、1528、1398和1066;
8）1H-核磁共振谱：δppm，在重水中，以TSP（三甲硅烷基丙酸钠）作内标测定1H-核磁共振谱（500MHz），信号显示如下：
3.73（1H，双重峰，J＝11.72Hz）;
3.82（1H，双重峰，J＝12.21Hz）;
3.97（1H，双重峰，J＝4.4Hz）;
4.23（1H，双重双峰，J＝4.4和2.44Hz）;
4.37（1H，双重峰，J＝8.79Hz）;
5.03（1H，双重双峰，J＝8.79和2.44Hz）;
9）高效液相色谱：
分离柱：Asahi Pak ES-502C（Asahi Chemical Industry Co.，Ltd）;
流动相：20mM乙酸铵（PH8.5）+50mM氯化钠水溶液;
流速：1ml/min;
监测器波长：紫外210nm;
温度：25℃;
保留时间：8.39分钟。
用气相色谱/质谱法对2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇进行定量分析
上述定量分析如下进行：
将样品溶于已知液体体积的溶剂（水）中，将10μl获得的溶液置于管形瓶中并蒸发至干用于乙酰化。向残余物中加入30μl乙酸酐和50μl吡啶，并将获得的混合物于60℃加热40分钟，通过将氮气流吹过反应混合物除去过量的试剂，将残余物与已知量的内标（五乙酰基-1-氨基-1-脱氧-β-D-葡萄糖）混合，并将混合物溶于100μl乙酸乙酯中制成气相色谱/质谱分析的试验样品。用熔融石英毛细管柱（J&W Scientific Co.产品，DB-5，15米）作气相色谱柱进行分析。注射试验样品（2μl），并以25℃/分的速率将柱温由60℃升至280℃，采用四极质谱仪Trio-1（VG产品），用甲烷气体，通过化学电离法检测负离子。用m/z388（相对于内标五乙酰基化合物）和m/z413（相对于2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的五乙酸酯）的负离子峰作定量分析，通过内标法计算出2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的含量。
实施例4
2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的制备
（A）培养
用一取自Amycolatopsis sp.SANK60791斜面培养的菌环在二个500ml锥形瓶中接种，每个瓶中都装有挡板，并且各含有80ml培养基1（具有上文实施例1中给出的组成），在旋转振动机上以210rpm的转速，于28℃将接种的烧瓶恒温培养96小时，给出种子培养物肉汤。
将各含有15升培养基2（具有上述实施例1中已给出组成）的两个30升发酵罐于120℃灭菌30分钟，然后将其冷至28℃，于每个罐中接种75ml种子培养物肉汤。将发酵罐于每分钟7.5升空气流的通气条件下，于28℃调节转速在100至400rpm范围内（目的在于维持溶解的氧为2ppm）搅拌144小时。
（B）回收
将1.5kg Celite 545助滤剂加到全部25升肉汤（上述（A）中获得的）中，将混合物过滤并给出23升滤液。通过加入盐酸水溶液调节滤液PH值至6.0，并将溶液通过一装填有3升Amberlite IRC-50（NH+ 4）的柱子以吸附2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。该柱用15升去离子水洗涤，然后用0.5N氨水溶液洗脱，当洗脱液变碱性后，收集4.5升洗脱液并于减压下通过蒸发浓缩至体积200ml。将浓缩液通过一装填有450ml Dowex 1×2（OH-）的柱子并将柱子用去离子水洗涤，除去前面800ml洗脱液并将随后的滤液按每份20ml分级，用下面描述的高效液相色谱法或者气相色谱/质谱法定量分析测定，级份60-90含有所需的2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇，将这些级份合并，于减压下蒸发浓缩。将浓缩液冷冻干燥给出16.6mg具有上述性质的无色粉末状2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。
用高效液相色谱法定量分析：
分离柱：
Asahi pak ES-502C（Asahi Chemical Industry Co.，Ltd.产品）;
流动相：
20mM乙酸铵（PH8.5）+50mM盐水;
流速：
1ml/min;
监测器波长：
210nm;
温度：
25℃;
保留时间：
8.39分钟。
用气相色谱/质谱法定量分析
用基本上与实施例3中所述相同方法进行上述定量分析。
实施例5
2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的制备
（A）培养
将斜面培养的Micromonospora sp.SANK62390于10ml生理盐水溶液中均化制成悬浮液，各用1ml悬浮液接种于两个2升锥形瓶中，每个瓶中都装有挡板，并各自含有500ml培养基3（具有下文给出的组成），将接种后的烧瓶于旋转振动机上以210rpm的转速于28℃恒温培养96小时，以制成第一代种子培养物液体培养基。
培养基3：
葡萄糖 2%
酵母抽提物（Difco） 0.5%
多蛋白胨 0.5%
CaCO30.1%
CB-442 0.01%
水 加至100%
（灭菌前PH7.2）。
百分比为重量百分比，以培养基的最终体积作基准。
将30升培养基3置于一60升发酵罐中并于120℃灭菌30分钟，然后将其冷至28℃，向其中接种600ml第一代种子培养物液体培养基。将发酵罐于每分钟15升空气流的通气条件下于28℃ 165rpm转速下搅拌48小时，制成第二代种子培养物液体培养基。
将一含有300升培养基4（具有下面给出的组成）的600升的罐于120℃灭菌35分钟，然后将其冷至28℃，向其中接种15升第二代种子培养物液体培养基，然后在28℃，每分钟150升空气流的通气条件下和内压力0.5kg/cm2条件下，调节转速在82至142rpm范围内（以维持溶解氧达2ppm）将罐内搅拌144小时。
培养基4：
葡萄糖 8%
（事先于120℃灭菌15分钟）
Lustergen FK＊2%
压榨酵母 1.8%
肉膏（Kyokuto） 1%
多蛋白胨 1%
NaCl 0.5%
CaCO30.3%
K2HPO40.25%
CB-442 0.02%
水 加至100%
灭菌前PH7.2
＊NiChiden Kagaku Co.Ltd.出售的一种淀粉牌号的商标名称。
（B）回收
将15kg Celite 545助滤剂加到上述制备的全部300升液体培养基中，将混合物过滤给出290升滤液，通过加入盐酸水溶液将20升滤液的PH值调至6.0。将获得的溶液通过一装填有3升Amberlite IRC-50（NH+ 4）的柱子，所需2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇被吸附到柱子上，柱子用15升去离子水洗涤并用0.5N氨水溶液洗脱。当洗脱液变成碱性后，收集4.5升洗脱液并于减压下通过蒸发浓缩至体积为150ml。将浓缩液通过一装填有500ml Dowex 1×2（OH-）的柱子并用去离子水洗脱。除去最初的1升洗脱液并将随后的洗脱液分级成每份20ml，用实施例3中描述的定量分析检测每一级分，发现级分58-80含有活性化合物，将这些级分合并并于减压下蒸发浓缩。将残余物冷冻干燥，给出9.6mg2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇粗制粉末。用一装填有100ml Dowex 1×2（OH-）的柱子，用去离子水洗脱，通过柱色谱法将粉末再次纯化，给出4.8mg具有上述性质的无色粉末状2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇。
实施例6
5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇的制备
将溶于2ml6N盐酸水溶液的16mg粉末状2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的溶液密封于一安瓿中，然后于100℃加热24小时水解，结束后，向水解产物中加入水并通过减压蒸发将获得的混合物浓缩至干。残余物再次溶于水中，并将获得的溶液再浓缩至干，以除去盐酸。然后将获得的残余物溶于20ml水中并通过加入1N氢氧化钠水溶液将溶液的PH值调至6.0。将溶液通过20ml Amberlite CG-50（NH+ 4）以吸附5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇，柱子用60ml去离子水洗涤，然后用0.2N氨水溶液洗脱，将洗脱液于减压下蒸发浓缩，得5ml浓缩液，将此浓缩液加于一装填有50ml Dowex 1×2（OH-）的柱子上并用200ml去离子水洗涤柱子，然后用20%v/v甲醇水溶液洗脱。将洗脱液分成每份5ml。将具有β-葡糖苷酶抑制活性的级分5-23合并并于减压下蒸发浓缩。将浓缩液冷冻干燥，给出6.2mg具有上述性质的无色粉末状5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇。
试验实施例1
生物活性
5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇的葡糖苷酶的抑制活性
用于本试验的β-葡糖苷酶（由杏仁中分离得到）、对硝基苯基-β-D-吡喃葡糖苷、deoxynojirimycin和Castanospermine均购置于Sigma Chemicals Co.。
所用试验化合物是5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇〔化合物（Ⅰ）〕，以及deoxynojirimycin或者castanospermine，这两种化合物均为具有这类活性的已知化合物。
将0.01单位/ml的β-葡糖苷酶与100μl含有20mM柠檬酸、40mM磷酸二钠盐和试验化合物的缓冲溶液（PH5.6）的混合物于37℃静置15分钟，结束时，向混合物中加入50μl含有3mg/ml对硝基苯基-β-D-吡喃葡糖苷的缓冲溶液，然后于37℃下使其反应20分钟。向反应混合物中加入20μl1M甘氨酸/氢氧化钠缓冲溶液（PH10.4），通过405nm的吸光度监测对硝基苯酚的释放量。表7例举了50%抑制β-葡糖苷酶活性所需每种试验化合物的浓度（IC50）。
表7
抑制剂 β-葡糖苷酶的50%抑制浓度
化合物（Ⅰ） 1.0μg/ml
Deoxynojirimycin 15μg/ml
Castanospermine 4.3μg/ml
试验实施例2
2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇〔化合物（Ⅱ）〕对大鼠的蔗糖酶的抑制活性
根据M.Kessler等的方法〔Biochimica et Biophysica Acta，506，136-154（1978）〕，由三只Wistar种雄性大鼠的小肠制得大鼠小肠的纹缘膜酶（a brush border membrane enzyme）溶液并悬浮于3ml生理盐水中。
4-氨基安替比林（A4382）样品购置于Sigma Chemical Co.，过氧化物酶（Ⅰ级）和葡萄糖氧化酶（Ⅰ级）购置于Boehringer Mannheim Co.。下列试验中用含有20mM柠檬酸和40mM磷酸二钠盐的缓冲溶液（PH6.2）作稀释剂。
将具有96穴微滴平皿（Falcon Co.产品）的每个穴中装入130μl全部含有0.2mg牛血清白蛋白（Sigma，A 7906）、3单位葡萄糖氧化酶、0.132单位过氧化酶、20μg4-氨基安替比林、40μg苯酚、3μmol蔗糖和试验化合物的混合物，向穴中加入20μl大鼠小肠纹缘膜酶溶液的100-倍稀释溶液，通过492nm的吸光度监测释放的葡萄糖混合物。
在不加入试验化合物和不加入酶溶液条件下进行酶反应时，假定葡萄糖的浓度分别是0%和100%抑制，则50%抑制鼠蔗糖酶的活性所需化合物（Ⅱ）的浓度（IC50）为18μg/ml。
试验实施例3
Trehazolin对蚕海藻糖酶的抑制活性
冰冷却下，在120ml用20mM柠檬酸和40mM磷酸二钠盐制备的缓冲溶液（PH5.6）中（此后仍用此相同的缓冲溶液），用Polytrone（商标）匀浆器将10只蚕的五龄幼虫（总重44g）匀化2分钟，然后将匀化的混合物于6，000rpm转速下离心10分钟，并分出上清液，向120ml上清液中加入240ml丙酮，同时用冰冷却和搅拌，并将获得的混合物于9，000rpm转速下离心20分钟。分出沉积物并溶于水中，将获得的溶液冷冻干燥，给出2.0g粗制的酶。
向试管中加入130μl上述缓冲溶液、50μl含各种浓度trehazolin的样品溶液以及50μl如上述制备的含4mg/ml酶的蚕酶溶液，在维持37℃水浴中将混合物振动15分钟，结束时，加入20μl250mM海藻糖溶液，并使混合物反应15分钟。然后将反应混合物于沸水浴中加热3分钟，之后用冰水冷却，然后将其于3，000rpm转速下离心10分钟，除去沉积物，所获得的溶液用于测定葡萄糖的浓度。
用葡萄糖C-试验Wako（Wako Pure Chemical Industries Ltd.的产品）和10-倍量的样品溶液按照常规的方法进行反应。当使用缓冲溶液代替样品溶液和使用缓冲溶液代替基质溶液分别作为0%和100%抑制时，由所得葡萄糖的浓度可计算抑制率，计算50%抑制酶活性所需的浓度（IC50），得2.0ng/ml。
Claims (25)
1、制备5-氨基-1-(羟甲基)-环戊烷-1，2，3，4，-四醇或其药学上可接受的盐的方法，该方法是将trehazolin水解并选择性地使其产物成盐。
2、按照权利要求1的方法，其中的水解是在酸存在下进行的。
3、按照权利要求1或2的方法，其中水解是在得到最大产量的5-氨基-1-（羟甲基）-环戊烷-1，2，3，4-四醇和最小产量的2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的条件下进行的。
4、按照权利要求1至3中任一权利要求的方法，其中水解是用强酸进行的。
5、按照权利要求4的方法，其中水解是用4N盐酸水溶液进行1小时到2天的时间。
6、按照权利要求4的方法，其中水解是用4N盐酸水溶液进行20至24小时的时间。
7、制备5-氨基-1-（羟甲基）-环戊烷-1，2，3，4-四醇或其药学上可接受的盐的方法，该方法是水解2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇或其盐，并选择性地使其产物成盐。
8、按照权利要求7的方法，其中水解是在水介质中用酸或碱进行的。
9、按照权利要求8的方法，其中的酸是盐酸。
10、按照权利要求8或9的方法，其中所用酸的量为每摩尔2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇用1-20摩尔。
11、按照权利要求10的方法，其中所用酸的量为每摩尔2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇用5至10摩尔。
12、按照权利要求8的方法，其中的碱是氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碘化钠、溴化钠、碘化钾、氨、三乙胺、吗啉、N-乙基哌啶或吡啶。
13、按照权利要求8或12的方法，其中所用碱的量是每摩尔2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇用0.01至10摩尔。
14、按照权利要求13的方法，其中所用碱的量为每摩尔2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇用1至5摩尔。
15、制备2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇或其药学上可接受的盐的方法，该方法是水解trehazolin并选择性地使其产物成盐。
16、按照权利要求15的方法，其中水解是在酸存在下进行的。
17、按照权利要求15或16的方法，其中水解是在得到最大产量的2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇和最小产量的5-氨基-1-（羟甲基）环戊烷-1，2，3，4-四醇的条件下进行的。
18、按照权利要求15至17中任一权利要求的方法，其中水解是用弱酸进行的。
19、按照权利要求18的方法，其中水解是用0.2N盐酸水溶液进行1小时至2天的时间。
20、按照权利要求19的方法，其中水解是用0.2N盐酸水溶液进行5-6小时的时间。
21、制备2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇或其药学上可接受的盐的方法，包括培养能生成所说的2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇的小单孢菌属或Amycolatopsis种属的微生物，由培养肉汤中分离出所说的2-氨基-4-（羟甲基）-3a，5，6，6a-四氢-4H-环戊并〔d〕噁唑-4，5，6-三醇并选择性地使其产物成盐。
22、按照权利要求21的方法，其中所说的微生物属于Micromonospora sp.SANK62390，FERM BP-3521种类的菌种。
23、按照权利要求22的方法，其中所说的微生物是Micromonospora sp.SANK62390，FERM BP-3521。
24、按照权利要求21的方法，其中所说的微生物是属于Amycolatopsis sp.SANK60791，FERM BP-3513种类的菌种。
25、按照权利要求24的方法，其中所说的微生物是Amycolatopsis sp.SANK60791，FERM BP-3513。
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