CN115093450B - 一种化合物及其在合成免疫佐剂krn7000中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化合物及其在合成免疫佐剂KRN7000中的应用,所述的化合物为KRN7k‑9;所述的合成免疫佐剂KRN7000的方法包括:(1)糖砌块嵌段合成并进行羟基保护;(2)脂肪链嵌段合成;(3)将所述糖砌块嵌段和所述脂肪链嵌段进行偶联‑还原成的化合物KRN7k‑9,从化合物KRN7k‑9出发,进一步合成KRN7000。
Description
技术领域
本发明属于医药生物技术领域,具体的,涉及一种化合物及其在合成免疫佐剂KRN7000中的应用。
背景技术
基于单一抗原的现代亚单位疫苗与传统病毒疫苗相比,具有更精确的靶向作用和更高的安全性。然而,抗原自身一般表现低免疫原性,需要佐剂分子来增加免疫原性并增强免疫反应。佐剂应该具备高效力,且低毒性才可以应用到临床。
一些天然的和合成的佐剂分子已经被用于临床实验,也有被批准用于人类疫苗。天然佐剂一般是混合物,难以获得,在一些情况下,又不够稳定,所以合成佐剂是我们的目标。
KRN7000(结构如图1所示)是一类海洋海绵衍生化的合成糖脂,具有抗肿瘤和免疫激活特性[1,2,3]。结构上,它由半乳糖通过α-O-糖苷键连接到C18植物鞘氨醇与酰胺键连接的饱和C26脂肪链。KRN7000嵌入到树突细胞上的非多态性MHC-1样抗原呈递分子CD1d上,其疏水烷基链埋在CD1d结合沟中,极性部分处在CD1的外表面,暴露在溶剂中以便T细胞受体能够识别,极性部位与确定CD1d残基接触决定了识别方向。KRN7000与树突细胞上CD1d结合呈递给恒定自然杀伤性T细胞(iNKT)上的T细胞受体,激活iNKT细胞。虽然在血液中iNKT细胞只占T细胞的一小部分,但是它代表一类特别的淋巴细胞,能够快速响应;这些激活的iNKT细胞迅速产生TH1-型(IFNγ)和TH2-型(IL-4)细胞因子,活化其它免疫细胞参与先天性免疫和获得性免疫[4,5]。
KRN7000作为一种特别有用的特异性CD1d激动剂,在过去26年里引起了浓厚研究兴趣,但是其来源有限且价格昂贵,且人工合成较为困难迫使发展了不同的合成方法[3]。早期主要集中于合成方法的开发,产业化工艺开发几乎没有。主要合成难点如下:
1.糖环2位乙酰基,苄基等保护后,邻基参与效应糖苷化倾向形成α-糖苷键,构建高选择性α-糖苷键是合成的一大挑战。通常合成的为混合物,异构体的分离也是较为棘手的。糖苷化同样也存在收率低,成本高,杂质纯化难度增大[6]。
2.糖供体需要不同的保护基来确保立体或区域选择性,糖供体上1位离去基团通常有三氯乙腈,苯硫酚,乙酰基,碘等保护基。对供体大量合成具有挑战[7,8,9]。
3.鞘氨醇脂肪链通常选择叠氮化试剂,如叠氮化钠易爆,较为危险,放大存在问题[10]。
基于此,提出本发明。
[参考文献]
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发明内容
本发明首先涉及一种三步法合成KRN7000的方法,所述的方法包括如下反应步骤:
(1)糖砌块嵌段合成并进行羟基保护;
(2)脂肪链嵌段合成;
(3)将所述糖砌块嵌段和所述脂肪链嵌段进行偶联-还原成下式(1)所示的化合物KRN7k-9,从化合物KRN7k-9出发,进一步合成KRN7000;
步骤(1)所述的糖砌块嵌段中,
糖母核为葡萄糖,
糖砌块嵌段中包含单STol取代基,
糖母核中的羟基使用保护剂保护,所述的保护剂为二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸)和苯甲酰氯;
优选的,糖母核中与氧原子相邻的两个羟基被一个二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸)保护剂保护,剩余两个羟基被BzCl保护;
最优选的,所述的经羟基保护的糖砌块嵌段为式(2)所示的化合物KRN7k-6,
所述的化合物KRN7k-6的制备过程如下反应式所示,
具体的:
1)D-吡喃葡萄糖为原料,将D-吡喃葡萄糖溶于乙酸酐中,加入吡啶,反应后制得化合物KRN7k-2(白色固体);
优选的,D-吡喃葡萄糖与乙酸酐的用量比(摩尔比)为1:10,乙酸酐与吡啶的用量比(体积比)为1:1,反应产物用乙酸乙酯抽提,并用饱和碳酸氢钠洗涤,5%(质量百分比)柠檬酸水洗,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,负压浓缩,加入石油醚搅拌析出固体,过滤得固体,进行精制;
2)KRN7k-2溶于二氯甲烷中,加入对甲基苯硫酚后缓慢滴加三氟化硼乙醚,反应后制得化合物KRN7k-3(白色固体);
优选的,KRN7k-2与对甲基苯硫酚、三氟化硼乙醚的用量比(摩尔比)为5:6:9,反应过程惰性气体保护,温度0-5℃;产物以饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤并以EA+PE进行重结晶精制;
3)甲醇中加入KRN7k-3,缓慢滴加甲醇钠/甲醇溶液至pH在9-10之间,反应后制得化合物KRN7k-4(白色固体);
优选的,反应产物加甲醇洗涤干净的H+阳离子树脂调pH到7,浓缩后加入石油醚,乙酸乙酯(1:10)搅拌析出固体,过滤,精制;
4)吡啶中加入KRN7k-4,缓慢滴加二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸),反应后制得油状化合物KRN7k-5;
优选的,二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸)的摩尔量略多于KRN7k-4的摩尔量,反应过程冰浴下进行,反应产物用乙酸乙酯抽提,并用水洗,饱和食盐水洗涤精制;
5)吡啶中加入KRN7k-5,缓慢滴加苯甲酰氯,反应完全后,加入甲醇淬灭反应后制得化合物KRN7k-6(白色固体);
优选的,KRN7k-5与苯甲酰氯的用量(摩尔比)为1:8,反应完全后,加入甲醇淬灭反应,二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗,5%柠檬酸水洗,水洗,食盐水洗,浓缩后得油状粗产物,加入无水乙醇搅拌析出固体,过滤,精制。
步骤(2)所述的脂肪链嵌段为:式(3)所示的化合物L5,
所述化合物L5以植物鞘氨醇为底物制备获得,所述的化合物L5的制备过程如下反应式所示,
具体的:
1)植物鞘氨醇溶于四氢呋喃/甲醇(3:1)中,加入1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐,搅拌溶解后加入碳酸钾)和无水硫酸铜继续反应至反应完成得化合物L2;
优选的,植物鞘氨醇与1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐、碳酸钾、无水硫酸铜的用量比(摩尔比)为13:14:38:1,反应产物以甲醇溶解后薄层层析法纯化精制;
2)化合物L2溶于吡啶中,加入DMAP,氮气保护缓慢滴加TBDPSCl,反应结束后加入甲醇淬灭反应得油状化合物L3;
优选的,L2与DMAP、TBDPSCl的用量比(摩尔比)为10:1:11,产物以乙酸乙酯溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,饱和食盐水洗涤至pH中性,过滤,负压浓缩精制;
3)化合物L3中加入吡啶、DMAP,氮气保护下缓慢滴加苯甲酰氯,反应结束后加甲醇淬灭反应得油状化合物L4;
优选的,L3与吡啶、DMAP的用量比(摩尔比)10:40:1,产物负压浓缩得油状物,二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,干燥,过滤,负压浓缩进行精制;
4)化合物L4加入四氢呋喃、吡啶,缓慢加入氟化氢吡啶溶液,反应结束后得化合物L5(白色固体);
优选的,约40mmol L4中加入170mL四氢呋喃,170mL吡啶,冰浴至0℃,缓慢加入104ml氟化氢吡啶溶液,控制反应体系温度10-45℃;反应结束后,乙酸乙酯稀释,加入饱和碳酸氢钠调pH到6-7,分层后,加入1.5M盐酸洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,干燥,过滤,负压浓缩得油状物粗品L5,粗产物用薄层层析法进行分离纯化精制。
步骤(3)的制备过程如下反应式所示,
具体的:
1)KRN7k-6中加入L5,N-碘代丁二酰亚胺,分子筛活化粉,超干二氯甲烷溶解后,加入三氟甲磺酸酸,反应结束后三乙胺淬灭得油状液体KRN7k-7;
优选的,KRN7k-6、L5、N-碘代丁二酰亚胺、三氟甲磺酸的用量比(摩尔比)为14:10:40:3,反应在氮气保护下冰浴进行,反应结束后,三乙胺淬灭,负压浓缩得油状物,粗产物用薄层层析法精制;
2)KRN7k-7溶于二氯甲烷,甲醇,加入六水氯化镍,冰浴搅拌,再加入硼氢化钠后常温反应,反应得目标化合物淡黄色液体KRN7k-8;
优选的,KRN7k-7、六水氯化镍、硼氢化钠的用量比(摩尔比)为1:6:10;反应完全后,加入硅胶负压浓缩得固体,粗产物用薄层层析法进行分离纯化;
3)蜡酸、EDCI、HOBT、四氢呋喃混匀后氮气保护下冰浴,加入溶于四氢呋喃的KRN7k-8,加入DIPEA混合,再将混合后的溶液滴加到蜡酸溶液中,此步氨基接上HO2C-C25H51,反应结束后得油状液体KRN7k-9;
优选的,蜡酸、EDCI、HOBT、KRN7k-8、DIPEA摩尔比为3:20:20:2:6;反应体系温度0-5℃,反应结束后水洗,饱和食盐水洗至中性,负压浓缩后用薄层层析法进行精制;
4)将KRN7k-9溶于四氢呋喃中,冰浴滴加氢氟酸吡啶溶液,脱除硅叉保护基搅拌至反应完成得油状液体KRN7k-10;
优选的,将KRN7k-9四氢呋喃中,冰浴滴加氢氟酸吡啶溶液,反应完成用饱和碳酸氢钠溶液淬灭,负压浓缩至只有水层,加入二氯甲烷搅拌后取有机层,饱和食盐水洗涤至pH中性,负压浓缩得粗产物,用薄层层析法精制;
5)将KRN7k-10溶于甲醇中,冰浴滴加甲醇钠/甲醇溶液调pH,反应完得终产品KRN7000(白色固体);
优选的,滴加甲醇钠/甲醇溶液调pH=10,滴完升温至室温继续反应,反应完加入氯仿溶解,过滤,氯仿漂洗,负压浓缩得固体粗品,加入甲醇搅拌出固体,过滤得粗品,再加入石油醚搅拌,过滤出白色固体KRN7000。
本发明还涉及式(1)所示的化合物KRN7k-9,
本发明还涉及式(2)所示的化合物KRN7k-6,
本发明还涉及化合物KRN7k-9、KRN7k-6在制备疫苗佐剂KRN7000或包含KRN7000的疫苗产品中的应用。
本发明还涉及所述化合物KRN7k-9的制备方法,所述方法包括如下步骤:
(1)以D-吡喃葡萄糖为原料制备化合物KRN7k-6,具体的步骤包括:
1)D-吡喃葡萄糖为原料,将D-吡喃葡萄糖溶于乙酸酐中,加入吡啶反应后制得白化合物KRN7k-2(白色固体);
优选的,D-吡喃葡萄糖与乙酸酐的用量比(摩尔比)为1:10,乙酸酐与吡啶的用量比(体积比)为1:1,反应产物用乙酸乙酯抽提,并用饱和碳酸氢钠洗涤,5%(质量百分比)柠檬酸水洗,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,负压浓缩,加入石油醚搅拌析出固体,过滤得固体,进行精制;
2)KRN7k-2溶于二氯甲烷中,加入对甲基苯硫酚后缓慢滴加三氟化硼乙醚,反应后制得化合物KRN7k-3(白色固体);
优选的,KRN7k-2与对甲基苯硫酚、三氟化硼乙醚的用量比(摩尔比)为5:6:9,反应过程惰性气体保护,温度0-5℃;产物以饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤并以EA+PE进行重结晶精制;
3)甲醇中加入KRN7k-3,缓慢滴加甲醇钠/甲醇溶液至pH在9-10之间,反应后石油醚:乙酸乙酯(10:1,v:v)加入搅拌出固体,过滤,制得化合物KRN7k-4(白色固体);
优选的,反应产物加甲醇洗涤干净的H+阳离子树脂调pH到7,浓缩后加入石油醚,乙酸乙酯(1:10)搅拌析出固体,过滤,精制;
4)吡啶中加入KRN7k-4,缓慢滴加二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸),反应后制得油状化合物KRN7k-5;
优选的,二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸)的摩尔量略多于KRN7k-4的摩尔量,反应过程冰浴下进行,反应产物用乙酸乙酯抽提,并用水洗,饱和食盐水洗涤精制;
5)吡啶中加入KRN7k-5,缓慢滴加苯甲酰氯,反应完全后,加入甲醇淬灭,加入无水乙醇搅拌析出固体,过滤后制得化合物KRN7k-6(白色固体);
优选的,KRN7k-5与苯甲酰氯的用量(摩尔比)为1:8,反应完全后,加入甲醇淬灭反应,二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗,5%柠檬酸水洗,水洗,食盐水洗,浓缩后得油状粗产物,加入无水乙醇搅拌析出固体,过滤,精制;
(2)以植物鞘氨醇为原料,制备化合物L5,具体的步骤包括:
6)植物鞘氨醇溶于四氢呋喃/甲醇(3:1)中,加入1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐,搅拌溶解后加入碳酸钾)和无水硫酸铜继续反应至反应完成得化合物L2;
优选的,植物鞘氨醇与1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐、碳酸钾、无水硫酸铜的用量比(摩尔比)为13:14:38:1,反应产物以甲醇溶解后薄层层析法纯化精制;
7)化合物L2溶于吡啶中,加入DMAP,氮气保护缓慢滴加TBDPSCl,反应结束后加入甲醇淬灭反应得油状化合物L3;
优选的,L2与DMAP、TBDPSCl的用量比(摩尔比)为10:1:11,产物以乙酸乙酯溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,饱和食盐水洗涤至pH中性,过滤,负压浓缩精制;
8)化合物L3中加入吡啶、DMAP,氮气保护下缓慢滴加苯甲酰氯,反应结束后加甲醇淬灭反应得油状化合物L4;
优选的,L3与吡啶、DMAP的用量比(摩尔比)10:40:1,产物负压浓缩得油状物,二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,干燥,过滤,负压浓缩进行精制;
9)化合物L4加入四氢呋喃、吡啶,缓慢加入氟化氢吡啶溶液,反应结束后得化合物L5(淡黄色固体);
优选的,约40mmol L4中加入170mL四氢呋喃,170mL吡啶,冰浴至0℃,缓慢加入104ml氟化氢吡啶溶液,控制反应体系温度10-45℃;反应结束后,乙酸乙酯稀释,加入饱和碳酸氢钠调pH到6-7,分层后,加入1.5M盐酸洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,干燥,过滤,负压浓缩得油状物粗品L5,粗产物用薄层层析法进行分离纯化精制;
(3)以化合物KRN7k-6、化合物L5为原料,制备KRN7k-9,具体步骤如下:
10)KRN7k-6中加入L5,N-碘代丁二酰亚胺,分子筛活化粉,超干二氯甲烷溶解后,加入三氟甲磺酸,反应结束后三乙胺淬灭得油状液体KRN7k-7;
优选的,KRN7k-6、L5、N-碘代丁二酰亚胺、三氟甲磺酸的用量比(摩尔比)为14:10:40:3,反应在氮气保护下冰浴进行,反应结束后,三乙胺淬灭,负压浓缩得油状物,粗产物用薄层层析法精制;
11)KRN7k-7溶于二氯甲烷,甲醇,加入六水氯化镍,冰浴搅拌后再加入硼氢化钠,反应得目标化合物淡黄色液体KRN7k-8;
优选的,KRN7k-7、六水氯化镍、硼氢化钠的用量比(摩尔比)为1:6:10;反应完全后,加入硅胶负压浓缩得固体,粗产物用薄层层析法进行分离纯化;
12)蜡酸、EDCI、HOBT、四氢呋喃溶剂混匀后氮气保护下冰浴;KRN7k-8、DIPEA加入等体积四氢呋喃溶剂混合;再将混合后的KRN7k-8溶液滴加到蜡酸溶液中,反应结束后得油状液体KRN7k-9;
优选的,蜡酸、EDCI、HOBT、KRN7k-8、DIPEA摩尔比为3:20:20:2:6;反应体系温度0-5℃,反应结束后水洗,饱和食盐水洗至中性,负压浓缩后用薄层层析法进行精制。
本发明的有益效果在于:
(1)合成了一种新型化合物中间体KRN7k-9,再通过三步反应得到KRN7000;
(2)对工艺进行优化,可以高效合成关键新型化合物中间体KRN7k-9;
(3)本发明中,选择商业化的D-吡喃葡萄糖,植物鞘氨醇为起始物料,主链通过二叔丁基硅基保护,选择性与脂肪链合成α-糖苷键,在通过一步还原叠氮成氨基得到新型化合物中间体,经优化后的工艺路线,可大规模制备目标新型化合物中间体KRN7k-6,进而高效合成疫苗佐剂KRN7000,解决了其来源以及应用于临床疫苗中的一个障碍。
附图说明
图1、KRN7000佐剂的化合物结构。
图2、本发明合成KRN7000佐剂的合成路线图。
图3、新化合物关键中间体KRN7k-9的化合物核磁表征数据。
图4、KRN7000佐剂的化合物核磁表征数据。
图5、KRN7000佐剂的化合物质谱表征数据。
具体实施方式
1.1实验材料
实验用水为Milli-Q水(18.2MΩ·cm,Millipore公司)。
吡啶(Py)、三乙胺(TEA)、乙酸乙酯(EA)、石油醚(PE)、甲醇(MeOH)、无水乙醇(Ethanol absolute)、四氢呋喃(THF)、二氯甲烷(CH2Cl2)等均为分析纯试剂,购买于上海泰坦科技,直接使用;其他主要试剂货号及质量标准如下表1。
表1,主要试剂货号及质量标准
1.2实验仪器
四氟节门层析柱(型号:C363230C,C364640C)是购自重庆欣维尔玻璃有限公司。
低温循环泵(型号:DLSB-5/20),控温仪(型号:ZNHW-II),磁力搅拌器(型号:98-2),机械搅拌器(型号:100W),旋片式真空泵(型号:2XZ-4),暗箱紫外分析仪器(型号:ZF-20D),鼓风干燥箱(型号:DHG-9240A)均购自上海信铮科贸有限公司。
HPLC:Agilent 1260Infinityll,设备编号:ME-D-044(J);色谱柱:InfinityLabPoroshell 120EC C18(色谱柱编号:C18-03)购自上海赛默飞世尔科技有限公司。
实施例1:糖砌块结构嵌段的合成
步骤1.化合物KRN7k-2的制备
取一个250mL的四口烧瓶,将D-吡喃葡萄糖(10g,55.5mmol)溶于乙酸酐(50mL,532.4mmol)中,待混合均匀后向反应液中缓慢滴加50mL吡啶,缓慢升温,搅拌至溶解,并用TLC监测反应进度。
反应结束后,65℃负压浓缩除去溶剂,100mL乙酸乙酯溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,5%柠檬酸水洗,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性。
有机相用无水硫酸钠干燥,过滤,减压浓缩,加入石油醚100ml,搅拌析出固体,过滤出白色固体得化合物KRN7k-2,45℃烘干,产量22.02g,产率97%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.70(d,J=8.3Hz,1H),5.43(d,J=2.7Hz,1H),5.34(d,J=1.1Hz,2H),4.35(dd,J=6.9,4.4Hz,1H),4.14(d,J=4.1Hz,1H),4.06(t,J=6.6Hz,1H),2.16(d,J=1.8Hz,6H),2.14–2.10(m,9H).MS(ESI):413.2(C16H22O11,[M+Na]+)。
步骤2.化合物KRN7k-3的制备
取一个500mL的四口烧瓶,KRN7k-2(22.0g,56.4mmol),溶于200ml二氯甲烷中,加入10g分子筛活化粉(01283099,AR)干燥,氮气保护下降温至0℃,加入对甲基苯硫酚(9.9g,66.6mmol);
缓慢滴加三氟化硼乙醚(14.4g,101.5mmol,缓慢升温,控温0-5℃,滴完保温0℃保温1h,转到室温搅拌过夜,TLC检测进度。
反应完,饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,食盐水洗涤至中性。无水硫酸钠干燥,过滤,负压浓缩得粗品固体化合物,43ml乙酸乙酯溶解,加热回流后滴加325ml石油醚重结晶得白色固体,50℃烘干得KRN7k-3,产量15.48g,收率60.4%。熔点118.0-119.0℃。
1H NMR(CDCl 3,600MHz)δ2.0(d,J=12Hz,6H),2.09(s,6H),2.35(s,3H),3.69(dd,J=1.8Hz,6Hz,1H),4.19(m,2H),4.63(d,J=6Hz,1H),4.92-5.03(m,2H),5.21(d,J=12Hz,1H),7.12-7.40(m,4H)ppm.MS(ESI):453.0(C21H26O9S,[M-H]-)。
步骤3.化合物KRN7k-4的制备
取一个250mL的四口圆底烧瓶,分别向其中加入甲醇100ml和KRN7k-3(15g,33mmol),磁力搅拌不溶解。
冰浴至0℃,缓慢滴加甲醇钠(0.26g,5.0mmol)至pH在9-10之间,2-5min后反应液变澄清并用TLC监测。
反应完全后,加甲醇洗涤干净的H+阳离子树脂(A824461,AR)调pH到7,减压蒸馏至干。
加入15ml乙酸乙酯溶解,加热至回流,加入150ml石油醚保温搅拌1h,降温至室温过滤出白色固体,50℃烘干得KRN7k-4,产量7.88g,产率83.4%,熔点:142.0-143.0℃。
1H NMR(400MHz,DMSO)δ7.35(d,J=8.1Hz,2H),7.13(t,J=10.1Hz,2H),5.22–4.95(m,1H),4.47(t,J=9.6Hz,1H),3.66(d,J=30.0Hz,1H),3.57–3.46(m,2H),3.42(t,J=5.2Hz,1H),3.41–3.36(m,1H),2.27(s,3H).MS(ESI):285.57(C13H18O5S,[M-H]-)。
步骤4.化合物KRN7k-5的制备
/>
取一个250mL的四口圆底烧瓶,分别向其中加入吡啶100ml和KRN7k-4(14.3g,49.9mmol)搅拌溶解。
冰浴至0℃,缓慢滴加二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸)(24.2g,54.9mmol),自然升温,控温0-10℃,滴完撤去冰浴升至室温搅拌,TLC监测。
反应完全后,负压浓缩至干。加100mL乙酸乙酯溶解,水洗,食盐水洗,无水硫酸钠干燥,过滤负压浓缩至干得油状KRN7k-5,产量21.8g,产率102.3%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.47(t,J=13.9Hz,2H),7.11(d,J=7.9Hz,2H),4.46(t,J=8.4Hz,1H),4.41(t,J=5.5Hz,1H),4.23(d,J=11.2Hz,2H),3.76–3.66(m,1H),3.56–3.47(m,1H),3.43(d,J=0.7Hz,1H),2.79(t,J=12.2Hz,1H,OH),2.72(dd,J=12.0,3.3Hz,1H,OH),2.33(s,3H),1.05(s,9H),1.03(s,9H).MS(ESI):449.5(C21H34O5SSi,[M+Na]+)。
步骤5.化合物KRN7k-6的制备
取一个250mL的四口圆底烧瓶,分别向其中加入吡啶60ml和KRN7k-5(21.8g,49.9mmol)搅拌溶解。
冰浴至0℃,缓慢滴加苯甲酰氯(56.1g,400mmol),缓慢升温,反应液变浑浊,滴完,室温搅拌,TLC监测。
反应完全后,加入9.6mL(6eq)甲醇淬灭反应,负压浓缩至干。
加二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗,5%柠檬酸水洗,水洗,食盐水洗,无水硫酸钠干燥,过滤负压浓缩至干得油状液体,粗产物加入200ml无水乙醇,搅拌析出固体,过滤得得KRN7k-6,为白色固体,产量19.5g,产率60.2%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.12(d,J=7.3Hz,1H),7.99(dd,J=7.2,1.4Hz,3H),7.64–7.44(m,4H),7.37(dd,J=7.8,2.8Hz,4H),7.04(t,J=16.5Hz,2H),6.04–5.74(m,1H,2-H),5.19(dd,J=9.8,3.1Hz,1H,3-H),4.88–4.86(m,2H,1-H,4-H),4.35–4.25(m,2H,6a-Hand 6b-H),3.60(d,J=14.1Hz,1H,5-H),2.31(s,3H),1.16(d,J=4.5Hz,9H,CH 3-tBu-Si),1.00–0.93(m,9H,CH 3-tBu-Si).MS(ESI):657.4(C35H42O7SSi,[M+Na]+)。
实施例2、脂肪链部分合成
步骤1.化合物L2的制备
取一个500mL的四口烧瓶,将植物鞘氨醇(20g,63mmol)溶于四氢呋喃/甲醇(3:1)400ml中,加入1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐(14.5g,69.3mmol),
搅拌溶解后加入碳酸钾(26g,189mmol)和无水硫酸铜(0.8g,5mmol)继续反应至反应完成,并用TLC监测反应进度。
反应结束后,负压浓缩除去溶剂,甲醇溶解,过滤除去无机物,负压浓缩得固体粗品,粗产物用薄层层析法进行分离纯化(DCM:MeOH=10:1),得白色固体L2。产量19.2g,产率89%。
1H NMR(400MHz,DMSO)δ3.82–3.67(m,1H),3.58(dd,J=20.3,9.1Hz,1H),3.51(dt,J=25.0,9.9Hz,1H),3.41–3.22(m,2H,H-3,H-4),1.65–1.33(m,2H,CH 2),1.24(s,24H,12×CH 2),0.86(t,J=6.7Hz,3H,CH 3).MS(ESI):685.3(C18H37N3O3,[2M-H]-)。
步骤2.化合物L3的制备
取一个250mL的四口烧瓶,将L2(15g,43.7mmol)溶于吡啶150ml中,搅拌溶解;
加入二甲基氨基吡啶(DMAP)(0.56g,4.4mmol),氮气保护缓慢滴加叔丁基二苯基氯硅烷(TBDPSCl)(13.7g,48mmol),自然升温,滴完控制体系温度为30-35℃,余温搅拌过夜,并用TLC监测反应进度。
反应结束后,加入0.1eq甲醇淬灭反应,减压浓缩得油状物,乙酸乙酯溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,饱和食盐水洗涤至pH中性。无水硫酸钠干燥,过滤,负压浓缩得油状物L3,未经纯化直接下一步。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.67(dd,J=19.2,6.0Hz,4H),7.51–7.32(m,6H),4.09–3.97(m,1H),3.96–3.83(m,1H),3.65(d,J=32.7Hz,2H),3.56(dd,J=9.7,5.5Hz,1H),1.55(d,J=8.5Hz,2H),1.27(d,J=9.7Hz,24H),1.08(s,9H),0.89(d,J=6.5Hz,3H).MS(ESI):582.5(C34H55N3O3Si,[M+H]+)。
步骤3.化合物L4的制备
取一个500mL的四口烧瓶,加入L3(25.4g,43.7mmol),吡啶(250ml),DMAP(0.5g,4.4mmol),氮气保护下降温,控制反应体系温度0-5℃,缓慢滴加苯甲酰氯。
滴完,内温升至0℃,撤去冰浴,室温反应过夜,反应结束后,滴加6eq甲醇淬灭反应,反应液负压浓缩得油状物,二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性。
无水硫酸钠干燥,过滤,负压浓缩得油状物化合物L4,未经纯化直接下一步。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.03(dd,J=8.6,7.3Hz,4H),7.89(dd,J=15.7,7.2Hz,4H),7.61–7.51(m,6H),7.42(t,J=8.5Hz,6H),5.56–5.44(m,2H),3.98(q,J=6.5Hz,1H),3.85(dd,J=11.7,5.1Hz,2H),1.89–1.73(m,2H),1.23(d,J=10.6Hz,24H),1.04(s,9H),0.88(t,J=5.6Hz,3H).MS(ESI):812.5(C48H63N3O5Si,[M+Na]+)。
步骤4.化合物L5的制备
取一个500mL的氟化瓶,加入L4(34.5g,43.7mmol),170mL四氢呋喃,170mL吡啶,冰浴至0℃,分批加入104ml氟化氢吡啶溶液(反应放热),控制反应体系温度10-45℃;反应体系最高升温至40℃,并用TLC监测反应进度。
反应结束后,乙酸乙酯稀释,加入饱和碳酸氢钠调pH到6-7,分层后,加入1.5M盐酸洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性。
无水硫酸钠干燥,过滤,负压浓缩得油状物粗品L5,粗产物用薄层层析法进行分离纯化(EA:PE=10:1)得白色固体L5,产量12g,L2出发到L5的综合收率50%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.07–7.95(m,4H),7.62–7.51(m,2H),7.49–7.40(m,4H),5.62–5.44(m,2H),4.05–3.92(m,1H),3.87–3.70(m,2H),2.01–1.86(m,2H),1.38–1.17(m,24H),0.88(t,J=7.1Hz,3H).MS(ESI):552.5(C32H45N3O5,[M+H]+)。
实施例3、偶联-还原合成新化合物中间体
步骤1.化合物KRN7k-7的制备
取一个250mL的四口烧瓶,加入KRN7k-6(5.0g,7.9mmol),L5(3.1g,5.6mmol),N-碘代丁二酰亚胺(5.0g,22.4mmol),2.5g分子筛活化粉干燥,二氯甲烷75mL溶解,溶液为淡红色溶液;
氮气保护下冰浴降温至0℃,加入三氟甲磺酸(0.25g,1.7mmol),溶液迅速变成红色溶液,并用TLC监测反应进度。
反应结束后,三乙胺淬灭,负压浓缩得油状物,粗产物用薄层层析法进行分离纯化(EA:PE=10:1)得油状液体KRN7k-7,产量2.9g,收率48.7%。
1H NMR(CDCl 3):d 7.92–8.04(10H,m,Ar–H),7.27–7.64(10H,m,Ar–H),5.80(1H,dd,H-2,J 2,1=3.6),5.55(1H,dd,J 3,2=10.6,J 3,4=2.8Hz,H-3),5.42–5.50(2H,m,H-3Cer,H-4Cer),5.31(1H,d,H-1),4.87(d,1H,H-4),4.13–4.27(m,3H,H-2Cer,H-6a,,H-6b),4.00–4.13(m,1H,H-5),3.85–3.90(m,1H,H-1a Cer),3.68(dd,1H,J 1a,1b=10.4,J 1b,2=8.6Hz,H-1b Cer),1.86(m,2H,H-5a Cer,H-5b Cer),1.24(m,24H,CH 2),0.96,1.12(2s,18H,2*t-Bu),0.88(3H,t,CH 3);MS(ESI):1084.5(C60H79N3O12Si,[M+Na]+。
步骤2.化合物KRN7k-8的制备
取一个100mL的圆底烧瓶,向其中加入KRN7k-7(2.5g,2.4mmol)溶于25mL二氯甲烷,37.5mL甲醇,冰浴至0℃;
加入六水氯化镍(3.4g,14.1mmol),保温搅拌半小时后再加入化合物硼氢化钠(0.9g,23.6mmol),常温搅拌并用TLC监测。
反应完全后,加入硅胶负压浓缩得固体。
粗产物用薄层层析法进行分离纯化(PE:EA=15:1),得目标化合物KRN7k-8。
产物KRN7k-8为淡黄色液体,产量1.46g,产率60%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.08–7.84(m,10H),7.46–7.31(m,10H),5.78–5.71(m,1H),5.49–5.44(m,1H),5.44–5.30(m,2H),5.18(dt,J=17.5,8.8Hz,1H),4.85(d,J=12.6Hz,1H),4.21(dq,J=21.1,10.6Hz,3H),4.11(s,1H),3.85(s,1H),3.69(d,J=11.6Hz,1H),1.80(d,J=1.8Hz,2H),1.31(d,J=19.2Hz,24H),1.18–1.00(m,18H),0.93–0.91(m,3H).MS(ESI):1035(C60H81NO12Si,[M+H]+)。
实施例4、合成KRN7000
步骤1.化合物KRN7k-9的制备
取一个50mL的四口烧瓶,加入蜡酸(0.71g,1.8mmol),1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDCI)(2.3g,11.8mmol),1-羟基苯并三唑(HOBT)(1.6g,11.8mmol),四氢呋喃12mL,氮气保护下冰浴降温至0℃,保温搅拌30分钟;
再将KRN7k-8(1.23g,1.2mmol)溶于12mL四氢呋喃,加入二异丙基乙二胺(DIPEA)(0.46g,3.6mmol)混合,再将混合后的溶液滴加到蜡酸溶液中,继续保温0-5℃反应30分钟,转移到室温搅拌过夜,并用TLC监测反应进度。
反应结束后,水洗,饱和食盐水洗至中性,负压浓缩得粗品,粗产物用薄层层析法进行分离纯化(PE:EA=10:1)得油状液体KRN7k-9,产量0.84g,收率50%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.16–7.83(m,10H),7.51–7.31(m,10H),6.53(d,J=9.4Hz,1H),5.71(dd,J=10.6,3.7Hz,1H),5.63–5.48(m,2H),5.20(d,J=3.6Hz,1H),4.84(d,J=2.9Hz,1H),4.64–4.56(m,1H),4.30–4.18(m,2H),3.94(s,1H),3.88–3.74(m,1H),3.68(dd,J=11.2,4.7Hz,1H),2.26–2.16(m,3H),1.87(dd,J=17.1,10.3Hz,2H),1.31–1.22(m,76H),0.87(dt,J=6.9,3.3Hz,9H).MS(ESI):1414(C86H131NO13Si,[M+H]+)。
步骤2.化合物KRN7k-10的制备
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取一个25mL的四口烧瓶,将KRN7k-9(0.8g,0.565mmol)溶于8mL四氢呋喃中,冰浴至0℃;
滴加氢氟酸吡啶2.4mL溶液至反应液中,滴完升至室温搅拌至反应完成,并用TLC监测反应进度。
反应结束后,用饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应至中性,负压浓缩至只有水层,加入二氯甲烷搅拌15分钟,分液取有机层,饱和食盐水洗涤两次至pH中性。
负压浓缩得化合物粗品粗产物,用薄层层析法进行分离纯化(PE:EA=2:1)得油状液体KRN7k-10,产量0.57g,产率79%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.07–7.36(m,21H),5.98–5.74(m,1H),5.61(d,J=20.7Hz,2H),5.23(s,1H),4.70(s,1H),4.58(dd,J=16.9,9.4Hz,1H),4.44–4.29(m,3H),4.21(t,J=6.7Hz,1H),4.14–4.04(m,2H),4.03(d,J=15.5Hz,2H),2.30(dd,J=16.8,9.2Hz,3H),1.74–1.66(m,5H),1.31–1.21(m,79H),0.97–0.88(m,7H).MS(ESI):1273.8(C78H115NO13,[M+H]+)。
步骤3.终产品KRN7000的制备
取一个25mL的四口烧瓶,将KRN7k-10(0.5g,0.4mmol)溶于10mL甲醇中,冰浴至0℃,反应物未溶解;
滴加甲醇钠/甲醇溶液调pH=10,滴完升温至室温继续反应,并用TLC监测反应进度。
反应完,加入氯仿溶解,过滤,氯仿漂洗,负压浓缩得固体粗品,加入5ml甲醇搅拌出固体,过滤得粗品,再加入5ml石油醚搅拌30分钟,过滤出白色固体KRN7000,产量0.27g,产率80.2%。
1H NMR(400MHz,Pyr)δ8.42(d,J=8.6Hz,1H),5.56(d,J=3.6Hz,1H),5.25(d,J=4.3Hz,1H),4.72–4.61(m,2H),4.50(dd,J=12.7,6.7Hz,2H),4.47–4.34(m,4H),4.30(s,2H),2.42(t,J=7.3Hz,2H),2.27(s,1H),1.89(s,2H),1.81(dd,J=14.5,7.4Hz,2H),1.66(s,1H),1.27(d,J=26.2Hz,64H),0.86(t,J=6.4Hz,6H).MS(ESI):880.8(C50H99NO9,[M+Na]+)。
最后需要说明的是,以上实施例仅用于帮助本领域技术人员理解本发明的实质,不用于限定本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种合成KRN7000的方法,所述的方法包括如下反应步骤:
(1)合成糖砌块嵌段并进行羟基保护;所述的经羟基保护的糖砌块嵌段为式(2)所示的化合物KRN7k-6,
所述的化合物KRN7k-6的制备过程如下反应式所示,
具体反应步骤如下:
(1-1)D-吡喃葡萄糖为原料,将D-吡喃葡萄糖溶于乙酸酐中,加入吡啶反应后制得白化合物KRN7k-2;
KRN7k-2:
(1-2)KRN7k-2溶于二氯甲烷中,加入对甲基苯硫酚后缓慢滴加三氟化硼乙醚,反应后制得化合物KRN7k-3;
KRN7k-3:
(1-3)甲醇中加入KRN7k-3,缓慢滴加甲醇钠/甲醇溶液至pH在9-10之间,反应后加入体积比10:1的石油醚:乙酸乙酯搅拌出固体,过滤,制得化合物KRN7k-4;
KRN7k-4:
(1-4)吡啶中加入KRN7k-4,缓慢滴加二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸),反应后制得油状化合物KRN7k-5;
KRN7k-5:
(1-5)吡啶中加入KRN7k-5,缓慢滴加苯甲酰氯,反应完全后,加入甲醇淬灭,加入无水乙醇搅拌析出固体,过滤后制得化合物KRN7k-6;
(2)合成脂肪链嵌段;所述的脂肪链嵌段为式(3)所示的化合物L5,
所述的化合物L5的制备过程如下反应式所示,
具体反应步骤如下:
(2-1)植物鞘氨醇溶于体积比为3:1的四氢呋喃/甲醇中,加入1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐,搅拌溶解后加入碳酸钾和无水硫酸铜继续反应至反应完成得化合物L2;
L2:
(2-2)化合物L2溶于吡啶中,加入DMAP,氮气保护缓慢滴加TBDPSCl,反应结束后加入甲醇淬灭反应得油状化合物L3;
L3:
(2-3)化合物L3中加入吡啶、DMAP,氮气保护下缓慢滴加苯甲酰氯,反应结束后加甲醇淬灭反应得油状化合物L4;
L4:
(2-4)化合物L4加入四氢呋喃、吡啶,缓慢加入氟化氢吡啶溶液,反应结束后得化合物L5;
(3)将所述糖砌块嵌段和所述脂肪链嵌段进行偶联-还原成下式(1)所示的化合物KRN7k-9,从化合物KRN7k-9出发,进一步合成KRN7000;
步骤(3)的反应式为,
具体反应步骤如下:
(3-1)KRN7k-6中加入L5,N-碘代丁二酰亚胺,分子筛活化粉,超干二氯甲烷溶解后,加入三氟甲磺酸,反应结束后三乙胺淬灭得油状液体KRN7k-7;
KRN7k-7:
(3-2)KRN7k-7溶于二氯甲烷,甲醇,加入六水氯化镍,冰浴搅拌后再加入硼氢化钠,反应得目标化合物淡黄色液体KRN7k-8;
KRN7k-8:
(3-3)蜡酸、EDCI、HOBT、四氢呋喃溶剂混匀后氮气保护下冰浴;KRN7k-8、DIPEA加入等体积四氢呋喃溶剂混合;再将混合后的KRN7k-8溶液滴加到蜡酸溶液中,反应结束后得油状液体KRN7k-9;
(3-4)将KRN7k-9溶于四氢呋喃中,冰浴滴加氢氟酸吡啶溶液,脱除硅叉保护基搅拌至反应完成得油状液体KRN7k-10;
KRN7k-10:
(3-5)将KRN7k-10溶于甲醇中,冰浴滴加甲醇钠/甲醇溶液调pH,反应完得终产品KRN7000。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,
(1-1)中,D-吡喃葡萄糖与乙酸酐的用量比为摩尔比1:10,乙酸酐与吡啶的用量比为体积比1:1,反应产物用乙酸乙酯抽提,并用饱和碳酸氢钠洗涤,质量百分比5%的柠檬酸水洗,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,负压浓缩,加入石油醚搅拌析出固体,过滤得固体,进行精制;
(1-2)中,KRN7k-2与对甲基苯硫酚、三氟化硼乙醚的用量比为摩尔比5:6:9,反应过程惰性气体保护,温度0-5℃;产物以饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤并以EA+PE进行重结晶精制;
(1-3)中,反应产物加甲醇洗涤干净的H+阳离子树脂调pH到7,浓缩后加入体积比1:10的石油醚、乙酸乙酯搅拌析出固体,过滤,精制;
(1-4)中,二叔丁基硅基双(三氟甲烷磺酸)的摩尔量略多于KRN7k-4的摩尔量,反应过程冰浴下进行,反应产物用乙酸乙酯抽提,并用水洗,饱和食盐水洗涤精制;
(1-5)中,KRN7k-5与苯甲酰氯的用量比为摩尔比1:8,反应完全后,加入甲醇淬灭反应,二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗,5%柠檬酸水洗,水洗,食盐水洗,浓缩后得油状粗产物,加入无水乙醇搅拌析出固体,过滤,精制;
(2-1)中,植物鞘氨醇与1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐、碳酸钾、无水硫酸铜的用量比为摩尔比13:14:38:1,反应产物以甲醇溶解后薄层层析法纯化精制;
(2-2)中,L2与DMAP、TBDPSCl的用量比为摩尔比10:1:11,产物以乙酸乙酯溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,饱和食盐水洗涤至pH中性,过滤,负压浓缩精制;
(2-3)中,L3与吡啶、DMAP的用量比为摩尔比10:40:1,产物负压浓缩得油状物,二氯甲烷溶解,饱和碳酸氢钠洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,干燥,过滤,负压浓缩进行精制;
(2-4)中,40mmol L4中加入170mL四氢呋喃,170mL吡啶,冰浴至0℃,缓慢加入104ml氟化氢吡啶溶液,控制反应体系温度10-45℃;反应结束后,乙酸乙酯稀释,加入饱和碳酸氢钠调pH到6-7,分层后,加入1.5M盐酸洗涤,水洗,饱和食盐水洗涤至pH中性,干燥,过滤,负压浓缩得油状物粗品L5,粗产物用薄层层析法进行分离纯化精制;
(3-1)中,KRN7k-6、L5、N-碘代丁二酰亚胺、三氟甲磺酸的用量比为摩尔比14:10:40:3,反应在氮气保护下冰浴进行,反应结束后,三乙胺淬灭,负压浓缩得油状物,粗产物用薄层层析法精制;
(3-2)中,KRN7k-7、六水氯化镍、硼氢化钠的用量比为1:6:10;反应完全后,加入硅胶负压浓缩得固体,粗产物用薄层层析法进行分离纯化;
(3-3)中,蜡酸、EDCI、HOBT、KRN7k-8、DIPEA摩尔比为3:20:20:2:6;反应体系温度0-5℃,反应结束后水洗,饱和食盐水洗至中性,负压浓缩后用薄层层析法进行精制。
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