CN115286724A - 植物免疫激活剂葡聚六糖的高效合成方法 - Google Patents

植物免疫激活剂葡聚六糖的高效合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有生物活性的、特别是植物免疫激活剂的β‑（1→6）主链β‑（1→3）支链的葡聚六糖的高效合成方法。本专利先制备出1‑6连接的二糖受体，单糖供体与二糖受体在路易斯酸的作用下，偶联获得三糖供体，脱去三糖的4，6‑苄叉基，作为三糖受体，与三糖供体在路易斯酸的作用偶联获得六糖，脱去保护基，获得葡聚六糖。通过制备出重要中间体‑三糖供体作为模块中间体，脱去4.6‑苄叉基即可获得三糖受体，不仅可制备β‑（1→6）主链β‑（1→3）支链葡聚六糖，也可制备出β‑（1→6）主链β‑（1→3）支链的葡聚九糖。

Description

植物免疫激活剂葡聚六糖的高效合成方法
技术领域
本发明涉及具有生物活性的、特别是植物免疫激活剂β-（1→6）主链β-（1→3）支链的葡聚六糖的高效合成方法。
背景技术
植物或真菌细胞壁中多糖类物质经过化学方法或酶解可降解为较小的片段，其中具有生物活性的成份被称为寡糖。寡糖可参与植物的形态建成，但寡糖对植物防卫反应的激发率更高。极微量的寡糖就可以诱导植物产生防卫反应，如植保素的积累，植物病程相关蛋白的合成，防御酶系及防卫反应基因的变化等。
寡糖能作为植物自我防卫系统的激活剂（Elicitor）是美国Albersheim在1984年发现的，它能诱导植保素的合成和积累。葡聚六糖作为植物免疫激活剂，具有广谱性和高效性，可代替农药的使用，在自然界中完全降解，对人畜无害，不污染环境。随着人们对绿色食品的需求量日趋增加，寡糖在农业上的应用越来越多，具有广阔的市场前景。
本发明涉及的具有生物活性的、特别是植物免疫激活剂β-（1→6）主链β-（1→3）支链的葡聚六糖，采用路线极简、操作方便、高效的合成方式制备，通过此化学法获得的葡聚六糖，产率高，品质可控。本专利采用先制备出模块中间体-三糖供体，此三糖供体脱除保护基后可作为三糖受体，进而制备出葡聚六糖，也可制备出葡聚九糖、葡聚十二糖、葡聚十五糖等，葡聚十二糖、葡聚十五糖的制备方法类似于葡聚九糖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种路线极简、操作方便、高效的合成方法，来合成β-（1→6）主链β-（1→3）支链的葡聚六糖。
本发明的目的是这样实现的：
先制备出模块中间体-三糖供体：以2-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖1为糖基受体，以4,6-苄叉基-2,3-二-O-苯甲酰基-硫乙基葡萄糖3为糖基供体，在TMSOTf的作用下偶联获得二糖4，脱去苄基后得到二糖受体5，以2-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖1用苯甲酰基保护后得到2,4,6-三-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖2为单糖供体，得到三糖供体6。
三糖受体的制备：三糖供体6脱去4,6-苄叉基后得到三糖受体7。
葡聚六糖的制备方式为：三糖供体6与三糖受体7在TMSOTf、NIS的作用下偶联获得六糖8，脱去苄基后得到六糖9，再脱除所有的保护基即得到目标产物葡聚六糖10。
葡聚九糖的制备：以葡聚六糖8为糖基供体，与三糖受体7在TMSOTf、NIS的作用下偶联获得葡聚九糖11，脱除苄基得到葡聚九糖12，再脱除所有保护基得到目标葡聚九糖13。
本发明的合成方法在于：
（1）三糖供体的制备方式为：以1摩尔2-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖1为糖基受体，以1.2摩尔4,6-苄叉基-2,3-二-O-苯甲酰基-硫乙基葡萄糖3为糖基供体，在TMSOTf的作用下偶联获得二糖4，脱去苄基后得到二糖受体5，以2-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖1用苯甲酰基保护后得到2,4,6-三-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖2为单糖供体，1摩尔二糖受体5与1.2摩尔单糖供体2在TMSOTf的作用下，偶联得到三糖供体6。如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-;
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（2）三糖受体的制备方式为：三糖供体6脱去4,6-苄叉基后得到三糖受体7。如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-;
Figure DEST_PATH_IMAGE003
（3）葡聚六糖的制备方式为：2摩尔三糖供体6与1摩尔三糖受体7在TMSOTf、NIS的作用下偶联获得六糖8，脱去苄基后得到六糖9，再脱除所有的保护基即得到目标产物葡聚六糖10。如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-;
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（4）葡聚九糖的制备，即以2摩尔葡聚六糖8为糖基供体，与1摩尔三糖受体7在TMSOTf、NIS的作用下偶联获得葡聚九糖11，脱除苄基得到葡聚九糖12，再脱除所有保护基得到目标葡聚九糖13。如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-;
Figure DEST_PATH_IMAGE005
Figure DEST_PATH_IMAGE006
本发明涉及具有生物活性的、特别是植物免疫激活剂β-（1→6）主链β-（1→3）支链的葡聚六糖的高效合成方法。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。
实施例
三糖供体6的制备
（1）2-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖1（2.17克，5毫摩尔）溶于15毫升DMF中，加入三乙胺（1.67毫升，12毫摩尔），冰浴下滴加苯甲酰氯（1.39毫升，12毫摩尔）,在60℃下搅拌6小时后，薄层色谱分析表明反应完成，向反应体系中加入30毫升二氯甲烷，再依次使用饱和碳酸氢钠（25毫升×2）、饱和氯化钠洗涤（25毫升×1）洗涤，收集有机相，减压蒸掉溶剂，苯甲酰基保护后得到2,4,6-三-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖2，产率为98.6%。
（2）单糖1（4.33克，10毫摩尔）溶于20毫升二氯甲烷中，得到溶液A，单糖3（6.25克，12毫摩尔）溶于25毫升二氯甲烷中，得到溶液B，将A和B混合得到溶液C，向C中加入TMSOTf（580微升，5毫摩尔），再加入4 Å分子筛，在25℃下反应4小时后，薄层色谱分析表明反应完成。抽滤，减压蒸掉溶剂，得到二糖4，产率为95.4%。
（3）二糖4（4.90克，5.5毫摩尔）溶于50毫升四氢呋喃：甲醇（V:V 9:1）混合溶液，加入 Pd(OH)2-C (20 wt%, 0.4 g)和 88% 甲酸 (1.6毫升，44毫摩尔），25℃下搅拌10分钟，薄层色谱分析表明反应完成，过滤，用100毫升甲醇洗涤，蒸干后得到二糖受体5，产率为98.3%。
（4）单糖2（7.69克，12毫摩尔）溶于30毫升二氯甲烷中，得到溶液D，二糖受体5（8.02克，10毫摩尔）溶于30毫升二氯甲烷中，得到溶液E，将D和E混合得到溶液F，向F中加入TMSOTf（580微升，5毫摩尔），再加入4 Å分子筛，在25℃下反应8小时后，薄层色谱分析表明反应完成。抽滤，减压蒸掉溶剂，得到三糖供体6，采用柱层析分离，用乙酸乙酯/环己烷（1/3）作为淋洗液淋洗，收集相应组分，得到纯的三糖供体6，产率为93.9%。
三糖受体7的制备
三糖供体6（13.81克，10毫摩尔）溶于90毫升60%醋酸水溶液中，在40℃下反应8小时后，薄层色谱分析表明反应完成。减压蒸掉溶剂，再加入150毫升二氯甲烷，用饱和碳酸氢钠（80毫升×2）、饱和氯化钠（80毫升×1）洗涤，收集有机相，蒸干得到三糖受体7，产率为96.5%。
葡聚六糖10的制备
（1）三糖供体6（27.62克，20毫摩尔）溶于100毫升二氯甲烷中，得到溶液A，三糖受体7（12.03克，10毫摩尔）溶于50毫升二氯甲烷中，得到溶液B，将A和B混合得到溶液C，向C中加入TMSOTf（690微升，6毫摩尔）、NIS（0.65毫升，6毫摩尔），再加入4 Å分子筛，在25℃下反应10小时后，薄层色谱分析表明反应完成。抽滤，减压蒸掉溶剂，用柱层析分离，用乙酸乙酯/环己烷（1.5/1）作为淋洗液淋洗，收集相应组分，得到六糖8，产率为93.7%。
（2）六糖8（25.21克，10毫摩尔）溶于100毫升四氢呋喃：甲醇（V:V 9:1）混合溶液，加入 Pd(OH)2-C (20 wt%, 0.8 g)和 88% 甲酸 (3.2毫升，88毫摩尔），25℃下搅拌12分钟，薄层色谱分析表明反应完成，过滤，用200毫升甲醇洗涤，蒸干后得到六糖9，产率为91.8%。
（3）六糖9（23.41克，10毫摩尔）溶于90毫升甲醇中，先滴加乙酰氯（0.07毫升，1毫摩尔），在25℃下反应2小时后，再缓慢加入碳酸钾（2.76克，20毫摩尔），在25℃下反应26小时后，薄层色谱分析表明反应完成，浓缩后葡聚糖凝胶LH-20（甲醇）柱分离得到纯的葡聚六糖10，产率为96.4%。MS：989.7 [M-1]+ 。
葡聚九糖13的制备
（1）六糖供体8（50.42克，20毫摩尔）溶于200毫升二氯甲烷中，得到溶液A，三糖受体7（12.03克，10毫摩尔）溶于50毫升二氯甲烷中，得到溶液B，将A和B混合得到溶液C，向C中加入TMSOTf（690微升，6毫摩尔）、NIS（0.65毫升，6毫摩尔），再加入4 Å分子筛，在25℃下反应12小时后，薄层色谱分析表明反应完成。抽滤，减压蒸掉溶剂，用柱层析分离，用乙酸乙酯/环己烷（2/1）作为淋洗液淋洗，收集相应组分，得到九糖11，产率为91.3%。
（2）九糖11（29.30克，8毫摩尔）溶于150毫升四氢呋喃：甲醇（V:V 9:1）混合溶液，加入 Pd(OH)2-C (20 wt%, 0.8 g)和 88% 甲酸 (3.2毫升，88毫摩尔），25℃下搅拌20分钟，薄层色谱分析表明反应完成，过滤，用300毫升甲醇洗涤，蒸干后得到九糖12，产率为92.3%。
（3）九糖12（33.92克，10毫摩尔）溶于130毫升甲醇中，先滴加乙酰氯（0.07毫升，1毫摩尔），在25℃下反应2小时后，再缓慢加入碳酸钾（2.76克，20毫摩尔），在25℃下反应26小时后，薄层色谱分析表明反应完成，浓缩后葡聚糖凝胶LH-20（甲醇）柱分离得到纯的葡聚九糖13，产率为94.5%。MS：1475.5 [M-1]+ 。
上述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明所做的改变均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有生物活性的、特别是植物免疫激活剂的β-（1→6）主链β-（1→3）支链的葡聚六糖的高效合成方法，其特征在于，首先合成出1-6连接的二糖受体，单糖供体与二糖受体在路易斯酸的作用下，偶联获得模块中间体-三糖供体，脱去三糖的4,6-苄叉基，作为三糖受体，与三糖供体在路易斯酸的作用偶联获得六糖，脱去保护基，获得备β-（1→6）主链β-（1→3）支链葡聚六糖，此模块中间体-三糖供体也可用来制备β-（1→6）主链β-（1→3）支链的葡聚九糖。
2.如权利要求1所述，三糖供体的制备方式为：以2-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖1为糖基受体，以4,6-苄叉基-2,3-二-O-苯甲酰基-硫乙基葡萄糖3为糖基供体，在TMSOTf的作用下偶联获得二糖4，脱去苄基后得到二糖受体5，以2-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖1用苯甲酰基保护后得到2,4,6-三-O-苯甲酰基-3-O-苄基-硫乙基葡萄糖2为单糖供体，得到三糖供体6，如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-。
Figure 524100DEST_PATH_IMAGE001
Figure 146843DEST_PATH_IMAGE002
3.如权利要求1所述，三糖受体的制备方式为：三糖供体6脱去4,6-苄叉基后得到三糖受体7，如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-。
Figure 189535DEST_PATH_IMAGE003
4.如权利要求1所述，葡聚六糖的制备方式为：三糖供体6与三糖受体7在TMSOTf、NIS的作用下偶联获得六糖8，脱去苄基后得到六糖9，再脱除所有的保护基即得到目标产物葡聚六糖10，如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-。
Figure 338756DEST_PATH_IMAGE004
5.用类似的方法合成葡聚九糖，即以葡聚六糖8为糖基供体，与三糖受体7在TMSOTf、NIS的作用下偶联获得葡聚九糖11，脱除苄基得到葡聚九糖12，再脱除所有保护基得到目标葡聚九糖13，如下式所示：
Bz为：C6H5(C=O)-；Bn为C6H5CH2-；Ph为C6H5-；SEt为C2H5S-。
Figure 687829DEST_PATH_IMAGE005
Figure 47135DEST_PATH_IMAGE006
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