CN1724551A - 一种α-熊果苷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种α-熊果苷的制备方法,其主要步骤是:首先在有惰性气体存在的条件下,将活性糖给体2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯溶于溶剂中,在Lewis酸催化下,与对苯二酚在-100℃~35℃进行糖基化反应,获得中间体4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷,再对所得中间体4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷进行氢解反应后获得目标产物。本发明的主要优点在于,所用起始原料易于制备,且起始原料的立体选择性易控制及目标产物的得率高于现有技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种α-熊果苷的制备方法。
背景技术
熊果苷(Arbutin),通常指的是4-羟基苯基-1’-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,广泛存在于杜鹃花科和蔷薇花科植物中。熊果苷除具有多种药理作用外,还是人黑色素细胞中酪氨酸酶的抑制剂,它与多巴共同竞争在酪氨酸酶上的接受位点,可明显减少黑色素的生成,避免表皮上的色素沉着,使皮肤白皙细嫩。因而是一种安全高效的美白剂。
α-熊果苷(α-Arbutin),即4-羟基苯基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷。它对人体酪氨酸酶的抑制活性明显优于β-熊果苷,其IC50值(50%酶活性被抑制时的浓度)为2.1mM,而β-熊果苷的IC50值则大于30mM。此外,α-熊果苷在皮肤表面更易保持稳定状态,不易分解,这就预示着α-熊果苷在化妆品行业有着极大的应用潜力。
α-熊果苷的化学制备方法已见文献报道有:Kariyone Tatsuo等用ZnCl2作为催化剂,将五-O-乙酰基-β-D-葡萄糖苷与对苯二酚在20~5mm真空下,120~130℃反应,获得α-熊果苷,其产率为12%(Yakugaku Zasshi 72 13~16 1952);Jun-ichi Onodera等以对甲苯磺酸(P-TsOH)为催化剂,将葡萄糖与对苯二酚在100℃下反应10h,获得α-熊果苷和β-熊果苷,产率分别为11%和4%(Chemistry Letters 1487~1488 1983)。由此可见,现有α-熊果苷的化学制备方法存在着目标产物产率较低的缺陷。鉴于此,探索一种具有高选择性制备α-熊果苷的新方法,具有重大的现实意义和工业实用价值。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有高选择性制备α-熊果苷的方法,以此克服现有技术中存在的缺陷。
2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯是一类十分有用的糖给体,主要用于寡糖的合成,近年来,糖化学界发现它对β-C-糖苷,尤其是芳香C-糖苷的合成显示很好的立体选择性。除此之外,通过实验发明人发现:它对一些芳香O-糖苷的合成也具有很高的立体选择性,而且这一糖给体较为稳定,在4℃下可以长期保存。因此,我们尝试采用苄基保护的三氯乙酰亚胺酯为糖给体,以Lewis酸为催化剂,在低温下与对苯二酚发生糖基化反应,高选择性制备四-O-苄基-α-熊果苷,继而在Pd-C作用下氢解获得α-熊果苷。
本发明所说的α-熊果苷的制备方法,其主要步骤是:
首先在有惰性气体[如(但不限于)氮气、氩气或氖气等]存在的条件下,将活性糖给体2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯溶于溶剂中,在Lewis酸催化下,与对苯二酚在-100℃~35℃进行糖基化反应,获得中间体4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1-O-α-D-吡喃葡萄糖苷,再对中间体4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1-O-α-D-吡喃葡萄糖苷采用现有氢解方法(如(但不限于)采用5~10wt%的Pd-C催化,在氢气中反应)进行氢解后获得目标产物(α-熊果苷)。
在本发明中,起始原料:活性糖给体2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯的合成参见(Angew.Chem.Int.Ed.Engl.19(9),731-732,1980;Liebigs.Ann.Chem.1249-1256,1983;Bull.Chem.Soc.Jpn.49(9),2639-2640,1976.);2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯、对苯二酚和Lewis酸的摩尔比优选为1∶(1.2~3.0)∶(0.2~1.5),最佳为1∶1.2∶0.2;推荐使用的Lewis酸为三甲基硅三氟甲烷磺酸酯(TMSOTf)、三氟化硼·乙醚(BF3·Et2O)、氯化铝(AlCl3)、氯化锌(ZnCl2)、四氯化锡(SnCl4)、对甲基苯磺酸(P-TSOH)或/和4分子筛(4Ms),优选TMSOTf;糖基化反应温度以-80℃~30℃为宜;在糖基化反应中,推荐使用的溶剂为C1~C3的氯代烷[如(但不限于):二氯甲烷(CH2Cl2)、三氯甲烷(CHCl3)或1,2-二氯乙烷(CH3ClCH3Cl)]、乙腈(CH3CN)、苯(C6H6)、甲苯、四氢呋喃或丙酮,优选二氯甲烷(CH2Cl2)。
本发明所述制备方法的反应式如下:
式中Bn表示苄基。
本发明的主要优点在于,所用起始原料(活性糖给体2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯)易于制备,且起始原料的立体选择性易控制及目标产物的得率高于现有技术。
具体实施方式
本发明所说的α-熊果苷的制备方法包括如下步骤:
(1)4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷的合成:
在惰性气体保护下,将活性糖给体2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯溶于溶剂中,在Lewis酸催化下,与对苯二酚在-80℃-30℃下进行糖基化反应,获得中间体4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷;
其中:糖基化反应所用的溶剂为二氯甲烷(CH2Cl2)、三氯甲烷(CHCl3)、1,2-二氯乙烷(CH3ClCH3Cl)、乙腈(CH3CN)、苯(C6H6)、甲苯、四氢呋喃或丙酮;所说的Lewis酸为三甲基硅三氟甲烷磺酸酯(TMSOTf)、三氟化硼·乙醚(BF3·Et2O)、氯化铝(AlCl3)、氯化锌(ZnCl2)、四氯化锡(SnCl4)、对甲基苯磺酸(P-TsOH)或/和4分子筛(4Ms);2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯、对苯二酚和Lewis酸的摩尔比为1∶(1.2~3.0)∶(0.2~1.5)。
(2)4-羟基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷的合成:
将步骤(1)所获得的中间体置于溶剂中,采用5~10wt%的Pd-C催化,在氢气中于20℃~30℃下搅拌反应1~2小时,获得目标产物;
其中氢解反应所用溶剂为由乙酸乙酯和乙醇组成的混和物。
以下将结合实施例对本发明的有关内容作进一步的阐明,但这些实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
将205.4mg(0.3mmol)2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯,49.5mg(0.45mmol)对苯二酚及适量4 MS加至15ml干燥的二氯甲烷中,搅拌15分钟后,冷却至-60℃,氩气保护下,滴加含29.0μl(33.3mg,0.15mmol)三甲基硅三氟甲烷磺酸酯的二氯甲烷液,20分钟滴加完毕,自然升温至20℃,继续反应约1.5小时,TLC检测,反应完全后,抽滤,加2ml饱和碳酸氢钠水溶液,搅拌10分钟,加饱和食盐水(10ml×3)洗涤,收集下层,无水硫酸镁干燥过夜,抽滤,旋蒸,柱层析分离,石油醚(60~90℃)∶乙酸乙酯=9~7∶1洗脱,得122.7mg 4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷,收率64.7%。Rf=0.48(石油醚∶乙酸乙酯=3∶1)。m.p.149-151℃。
元素分析:计算值C,75.95%,H,6.33%;实测值C,75.91%,H,6.09%。
ESIMS:m/z 632[M]+。
1H NMR(500.13MHz,CDCl3):δ=7.12-7.33(m,20H,4-Ar),6.97(d,2H,J=8.84Hz,2-H,6-H),6.67(d,2H,J=8.85Hz,3-H,5-H),5.33(d,1H,J=3.47Hz,1’-H),4.40-5.05(m,8H,4-CH2),4.17(dd,1H,J=9.28Hz,J=9.29Hz,3’-H),3.57-3.92(m,4H,4’-H,5’-H,6’-H,6”-H)。同时,副产30.7mg 4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(白色雪花状晶体),收率16.2%。Rf=0.49(石油醚∶乙酸乙酯=3∶1)。
1H NMR(500.13MHz,CDCl3):δ=7.12-7.33(m,20H,4-Ar),6.97(d,2H,J=8.84Hz,2-H,6-H),6.67(d,2H,J=8.85Hz,3-H,5-H),5.05(d,1H,-CH2),4.94(d,1H,J=10.88Hz,1’-H),4.40-4.89(m,7H,-CH2),3.57-3.75(m,3’-H,4’-H,5’-H,6’-H,6”-H)。
将上述实验得到的4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷40.0mg(0.063mmol),5wt%Pd-C 66.0mg放入由2ml乙酸乙酯和2ml乙醇组成的混合溶剂中,在氢气中于20℃~30℃下搅拌反应1.5小时,抽滤,旋蒸,即得到16.9mgα-熊果苷,产率98.6%。Rf=0.16(乙酸乙酯∶丙酮=1∶1),
1H NMR(500.13MHz,D2O):δ=6.97(d,2H,J=8.96Hz,2-H,6-H),6.76(d,2H,J=8.96Hz,3-H,5-H),5.35(d,1H,J=3.71Hz,1’-H),3.41-3.81(m,6H,2’-H,3’-H,4’-H,5’-H,6’-H,6”-H)。
实施例2
将136.9mg(0.2mmol)2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯,26.4mg(0.24mmol)对苯二酚及适量4 MS加至15ml干燥的二氯甲烷中,在30℃,氩气保护下,滴加含11.6μl(13.3mg,0.06mmol)三甲基硅三氟甲烷磺酸酯的二氯甲烷液,20分钟滴加完毕,继续反应约1小时,TLC检测,反应完全后,抽滤,加2ml饱和碳酸氢钠水溶液,搅拌10分钟,加饱和食盐水(10ml×3)洗涤,收集下层,无水硫酸镁干燥过夜,抽滤,旋蒸,柱层析分离,石油醚(60~90℃)∶乙酸乙酯=9~7∶1洗脱,得72.1mg无色透明糖浆4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷,收率57.0%,同时,副产36.0mg4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,收率28.5%。氢解过程同例1,α-熊果苷的得率为57.0%。
实施例3
将171.1mg(0.25mmol)2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯,36.3mg(0.33mmol)对苯二酚及适量4 MS加至15ml干燥的二氯甲烷中,在30℃,氩气保护下,滴加含催化量三氟化硼·乙醚的二氯甲烷液,10分钟滴加完毕,继续反应约1小时,TLC检测,反应完全后,抽滤,加2ml饱和碳酸氢钠水溶液,搅拌10分钟,加饱和食盐水(10ml×3)洗涤,收集下层,无水硫酸镁干燥过夜,抽滤,旋蒸,柱层析分离,石油醚(60~90℃)∶乙酸乙酯=9~7∶1洗脱,得80.8mg无色透明糖浆4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷,收率51.1%,同时,副产53.8mg4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,收率34.1%。氢解过程同例1,α-熊果苷的得率为51.1%。
实施例4
将205.4mg(0.3mmol)2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯,42.9mg(0.39mmol)对苯二酚加至15ml干燥的二氯甲烷中,冷却至-80℃,氩气保护下,滴加含17.4μl(20.0mg,0.09mmol)三甲基硅三氟甲烷磺酸酯的二氯甲烷液,20分钟滴加完毕,自然升温至20℃,继续反应约1.5小时,TLC检测,反应完全后,抽滤,加2ml饱和碳酸氢钠水溶液,搅拌10分钟,加饱和食盐水(10ml×3)洗涤,收集下层,无水硫酸镁干燥过夜,抽滤,旋蒸,柱层析分离,石油醚(60~90℃)∶乙酸乙酯=9~7∶1洗脱,得124.0mg无色透明糖浆4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷,收率65.4%,同时,副产24.8mg4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,收率13.1%。氢解过程同例1,α-熊果苷的得率为65.4%。
Claims (6)
1、一种α-熊果苷的制备方法,其特征在于,所说制备方法的其主要步骤是:首先在有惰性气体存在的条件下,将活性糖给体2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯溶于溶剂中,在Lewis酸催化下,与对苯二酚在-100℃~35℃进行糖基化反应,获得中间体4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷,再对所得中间体4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷进行氢解反应后获得目标产物。
2、如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,其中2,3,4,6-四-O-苄基-1-O-α-D-葡萄糖基三氯乙酰亚胺酯、对苯二酚和Lewis酸的摩尔比为1∶(1.2~3.0)∶(0.2~1.5)。
3、如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,其中所说的Lewis酸为三甲基硅三氟甲烷磺酸酯、三氟化硼·乙醚、氯化铝、氯化锌、四氯化锡、对甲基苯磺酸或/和4分子筛。
4、如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,其中在糖基化反应中使用的溶剂为C1~C3的氯代烷、乙腈、苯、甲苯、四氢呋喃或丙酮。
5、如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,其中糖基化反应温度为-80℃~30℃。
6、如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,其中氢解反应主要步骤是:将4-羟基苯基-2’,3’,4’,6’-四-O-苄基-1’-O-α-D-吡喃葡萄糖苷溶于由乙酸乙酯和乙醇组成的混合溶剂中,采用5~10wt%的Pd-C催化,在氢气环境中于20℃~30℃下搅拌反应1~2小时。
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