CN1763076A

CN1763076A - 呋甾皂苷及其衍生物的化学合成方法

Info

Publication number: CN1763076A
Application number: CN 200510029869
Authority: CN
Inventors: 李明; 俞飚
Original assignee: Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: CN1331878C

Abstract

本发明涉及一种以C₂₇螺旋甾烷型皂苷元和各种糖类为原料合成的呋甾皂苷及其衍生物的新型化学方法。该方法包括如下步骤：(1)全保护的C₂₇螺甾皂苷的合成：在脱水剂的存在下，以路易斯酸或质子酸为促进剂，C₂₇螺甾苷元与酰基、烷基以及硅基保护的糖基给体反应，在其3位OH引入全保护的寡糖链R₁；(2)氧化：全保护螺甾皂苷与氧化剂反应得到氧化产物；(3)26位卤素取代皂苷衍生物的生成：在脱水剂的存在下，氧化的螺甾皂苷与亲氧试剂反应得到26位卤代产物；(4)XR₃取代基的引入：在碱性条件下，用亲核试剂与卤代产物发生亲核取代反应而引入XR₃取代基；(5)还原剂选择性地还原皂苷中的16位羰基；(6)在碱性或氢化等条件下，脱去所有保护基得呋甾皂苷或其类似物。

Description

呋甾皂苷及其衍生物的化学合成方法

技术领域

本发明涉及以螺旋甾烷型皂苷元和各种糖类为原料合成呋甾皂苷及其衍生物的化学方法。

技术背景

22-OH/OMe呋喃甾烷型皂苷是一类结构如下图所示的皂苷。其结构特点是：(1)

苷元是C₂₇呋喃甾烷型苷元；(2)5位可与6位形成双键(Δ⁵)，也可以是α/β-H的饱和碳；(3)12位取代基Y＝O或H，H或OH，H；(4)22位的OH/OMe/OEt可以相互转化：在MeOH/EtOH中回流，OH可转化为OMe/OEt；

在丙酮/水中回流，OMe/OEt可转化为OH[Hu，K.；Dong，A.；Yao，X.；Kobayashi，H.；Iwasaki，S.Planta Med.1997，63，161-165]；(5)R₁可以是H，但通常是D-葡萄糖(D-Glc)、D-半乳糖(D-Gal)、L-鼠李糖(L-Rha)、D(L)-阿拉伯糖(D(L)-Ara)等单糖以及由它们组成的聚合度为2～8链状或分枝型的寡糖基；(6)在目前所发现的这类皂苷中，R₃通常为β-D-Glcp，极少数为α-L-Rhap，[Sarmbi Reddy，K.；Shekhani，M.S.；Berry，D.E.；Lynn，D.G.；Hecht，S.M.J.Chem.Soc.Perkin Trans.I 1984，987-992]。

由于22-OH/OMe呋喃甾烷型皂苷能够被植物体内的F26G酶(furostanol glycoside26-O-β-glucosidase)特异性地酶解失去26位的葡萄糖基而转化为螺旋甾烷型皂苷[(a)Wang，L.；You，S.；Jiang，Y.H.；Yao，X.S.Chin.J.Med.Chem.2001，11，326-328；(b)Jin，J.-M.；Liu，X.-K.；Teng.R.-W.Yang，C.-R.Acta Botanica Sinica，2002，44，1243-1249；(c)Inoue，K.；Shimomura，K.；Kobayashi，S.；Sankawa，U.；Ebizuka，Y.Phytochemistry，1996，41，725-727；(d)Li，X.C.；Wang，D.Z.；Yang，C.R.hytochemistry，1990，33，3559-3563；(e)Kawasaki，T.；Komori，T.；Miyahara，K.；Nohara，T.；Hosokawa，I.；Mihashi，K.Chem.Pharm.Bull.1974，22(9)，2164-2175]，同时该类皂苷在酸、高温等提取条件下也容易发生降解，因此在早期的研究工作中没有发现它们。直到1947年，Marker等人在对Trillium erectum进行提取分离时，才认为呋甾皂苷是螺甾皂苷的母体化合物[Marker，R.E.；Wagner，R.B.；Ulshafer，P.R.；Wittbecker，E.L.；Goldsmith，D.P.J.J.Am.Chem.Soc.1947，68，2167-]。然而，第一个呋喃甾烷型皂苷jurubine的发现却是1966年的事[Schreiber，K.；Ripperger，H.Tetrahedron Lett.1966，5997]。此后，随着对呋甾皂苷性质的加深以及分离分析技术的进步，大量的呋甾皂苷被发现。迄今已从天门冬科、蒜科、百合科、薯蓣科和茄科等科的多种植物中分离得到200多个呋甾皂苷。

随着糖生物学的发展，呋喃甾烷型皂苷的生物活性被逐渐认识和应用。例如：

(1)呋甾皂苷的心血管活性：地奥心血康胶囊在临床上被广泛用于治疗冠心病、心绞痛等心血管疾病。事实上，地奥心血康胶囊是由从黄山药根中提取的总甾体皂苷制成，其中含有呋甾皂苷protogracillin 1，protodioscin 2和deltoside 3[李伯刚，周正直新药与临床，1994，13，75-76](反应式1)。

反应式1：地奥心血康中呋甾皂苷的结构

最近，对新鲜黄山药的再研究表明黄山药中含有大量的呋甾皂苷，而螺甾等皂苷可能是药材久放后的酶解产物或提取分离过程中的人工产物[Geng，Y.；Tan，N.-H.；Zhou，J.；Kong，L.-Y.Chin.J.Nat.Med.2004，2，25-27]。(2)呋甾皂苷的细胞毒性：最近，姚新生等测试了原薯蓣皂苷2(Scheme 1)对60个人类癌症细胞株的活性，结果表明该化合物对白血病细胞MOLT-4、结肠癌细胞HCT-116、和SW-620、CNS癌细胞SNB-75以及肾癌细胞786-0等的GI₅₀≤2.0μM[Hu，K.；Yao，X.S.Planta Med.2002，68，297-301]；另外原薯蓣皂苷对肺癌细胞PC-6、乳腺癌细胞MCF-7、胃癌细胞NUGC-3、老鼠白血病细胞P388的GI₅₀＜1.9μM[Nakamura，T.；Komori，C.；Lee，Y.-y.；Hashimoto，F.；Yahara，S.；Nohara，T.；Ejima，A.Biol.Pharm.Bull.1996，19，564-566]；然而，当原薯蓣皂苷2中的双键被饱和后的皂苷即呋甾皂苷4对细胞PC-6和NCT-116的GI₅₀值均大于5μM[Ikeda，T.；Tsumagari，H.；Okawa，M.；Nohara，T.Chem.Pharm.Bull.2004，52，142-145]。

反应式2：呋甾皂苷4的结构

另外，呋甾皂苷还具有抗生育等活性[Yoshi，J.；Dev，S.Indian J.Chem.1988，27B，12-16]。张剑波等近期对有关呋喃甾烷型皂苷的研究工作进行了综述，这对了解这类化合物在植物中的分布及研究其化学结构很有帮助[张剑波，俞飚、惠永正有机化学，2000，20，663]。

糖生物学的不断发展已揭示糖不单单是能量和结构物质，而且还在神经系统、免疫系统恒态的维持、炎症、自身免疫疾病、老化、癌细胞的异常增值及转移、病原体感染等过程中扮演重要角色[Varki，A.Glycobioiogy，1993，3，97]。然而对于2-OH/OMe呋喃甾烷型皂苷来说，由于它通常与别的皂苷的伴生以及其结构的不稳定性使他们的分离纯化和部分降解困难，从而限制该类化合物构效关系的研究，也制约了它的进一步开发和利用。利用化学合成不仅可以得到带有不同糖链的呋喃皂苷，而且还可能在26位引入氧以外的杂原子而抑制F26G酶酶解，这些都为呋甾皂苷的构效关系研究提供了物质基础，从而有利于这类化合物的开发和利用。迄今，仅有两篇关于呋甾皂苷化学合成的报道[(a)Yu，B.；Liao，J.C.；Zhang，J.B.；Hui，Y.Z.Tetrahedron Lett，2001，42，77-79；(b)Cheng，M.S.；Wang，Q.L.；Tian，Q.；Song，H.Y.；Liu，Y.X.；Li，Q.；Xu，X.；Miao，H.D.；Yao，X.S.；Yang，Z.J.Org.Chem.2003，68，3658-60]。

发明内容

本专利提供了一种以C₂₇螺旋甾烷型皂苷元和各种糖类为原料合成的呋甾皂苷及其衍生物的新型化学方法，合成的呋甾皂苷结构如下所示：

该方法包括如下步骤：(1)C₂₇螺甾皂苷的合成：在脱水剂的存在下，以路易斯酸或质子酸为促进剂，C27螺甾苷元与酰基、烷基以及硅基保护的糖基给体反应，在其3位OH引入全保护的寡糖链R₁，得到全保护的螺甾皂苷；(2)全保护的螺甾皂苷的氧化：全保护螺甾皂苷与氧化剂反应得到氧化产物；(3)26位卤素取代皂苷衍生物的生成：在脱水剂的存在下，氧化的螺甾皂苷与亲氧试剂反应得到26位卤代产物；(4)XR₃取代基的引入：在碱性条件下，用亲核试剂与卤代产物发生亲核取代反应而引入所需的XR₃取代基；(5)还原剂选择性地还原kryptogenin皂苷中的16位羰基；(6)呋甾皂苷或其类似物的制备：在碱性或氢化等条件下，脱去所有保护基得呋甾皂苷或其类似物。

具体各步骤如下：

(1)，C27螺甾皂苷的合成：

在有机溶剂中，在脱水剂和促进剂的存在下，C27螺甾皂苷元与糖基给体于-40～40℃反应3～10小时得到单糖螺甾皂苷；当R1是聚合度为2～8的寡糖链，结构式如下：

时，则以相应的单糖螺甾皂苷为中间体，经C1～C8脂肪酰基、C7～C10芳香酰基、C7～C10芳香族卤代烃(如苄基、对甲氧基苄基)、C1～C6三烷基硅基保护基操作，采用逐步糖苷化的策略得到；所述的糖基受体、促进剂与糖基给体的摩尔比为1∶0.05～0.5∶1.0～5.0；所述的C27螺甾苷元和脱水剂的重量比是1.0∶3.0～10.0；

所述的有机溶剂是C1～C6的卤代烃、1，4-二氧六环、乙醚(Et2O)、乙腈(CH₃CN)、2，2，2-三甲基乙腈(t-BuCN)、四氢呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMA)、六甲基磷酰胺(HMPA)、甲苯(PhCH₃)或苯(PhH)以及它们的混合物；

所述的脱水剂是3、4、5分子筛、酸洗的3、4、5分子筛(AW-3、AW-4、AW-5)、Na₂SO₄、CaSO₄、CuSO₄或MgSO₄；

所述的促进剂是C1～C6三烷基硅基三氟甲磺酸酯、三氟化硼乙醚(BF₃·Et₂O)、三氟甲磺酸银(AgOTf)、三氟甲磺酸锂(LiOTf)、三氟甲磺酸铜[Cu(OTf)₂]、三氟甲磺酸锌[Zn(OTf)₂]、三氟甲磺酸钪[Sc(OTf)₃]、三氟甲磺酸镧[La(OTf)₃]、三氟甲磺酸镱[Yb(OTf)₃]、三氟甲磺酸铟[In(OTf)₃]、三苯基甲基高氯酸盐(Ph₃CClO₄)、三苯基甲基四氟硼酸盐(Ph₃CBF₄)、三氟甲磺酸(TfOH)、高氯酸(HClO₄)、四氟硼酸(HBF₄)、四(五氟代苯基)硼酸[HB(C₆F₅)₄]或二(三氟甲磺酰)亚胺(HNTf₂)；

所述的C27螺甾皂苷元是薯蓣皂苷元(diosgenin)[Δ5，Y＝H，H，25(R)]、雅姆皂苷元(yamogenin)[Δ5，Y＝H，H，25(S)]、替告皂苷元(tigogenin)[5α-H，Y＝H，H，25(R)]、新替告皂苷元(neotigogenin)[5α-H，Y＝H，H，25(S)]、海柯皂苷元(hecogenin)[5α-H，Y＝O，25(R)]、菝契皂苷元(smilagenin)[5βH，Y＝H，H，25(R)]、知母皂苷元(sarsasapogenin)[5βH，Y＝H，H，25(S)]、波托皂苷元(botogenin)[Δ5，Y＝O，25(R)]、新波托皂苷元(neobotogenin)[Δ5，Y＝O，25(S)]或异齐亚帕皂苷元(isochiapagenin)[Δ5，Y＝β-OH，α-H，25(S)]

所述的糖基给体是C1～C8脂肪酰基、C7～C10芳香酰基、C7～C10芳香族卤代烃(如氯化苄、对甲氧基氯苄)、C1～C6三烷基硅基保护的D-葡萄糖(D-Glc)、D-半乳糖(D-Gal)、D-甘露糖(D-Man)、D-木糖(D-Xyl)、2-氨基葡萄糖、L-鼠李糖(L-Rha)、D(L)-阿拉伯糖(D(L)-Ara)、D-葡萄糖醛酸(D-GlcA)、D-半乳糖醛、(D-GalA)的单糖的硫苷、三氯乙酰亚胺酯或三氟乙酰亚胺酯或氟苷。

(2)全保护的螺甾皂苷的氧化：

用有机溶剂、水或它们的混合物作为介质，全保护螺甾皂苷与过硫酸氢钾制剂(oxone)、过氧丙酮、1，1，1-三氟甲基过氧丙酮、间氯过氧苯甲酸、过氧乙酸、CrO₃、KMnO₄、NaIO₄、(Bu)₄N⁺IO₄ ^-或它们的混合物的摩尔比为1∶3.0～25.0时于-20～40℃反应10～60小时得到氧化产物。

(3)26位卤素取代皂苷衍生物的生成：

在有机溶剂中和-40-30℃以及脱水剂的存在下，上述氧化产物与亲氧试剂反应0.1～2小时得到26位卤素取代皂苷衍生物；氧化的螺甾皂苷与亲氧试剂的摩尔比是1∶3.0～25.0；氧化的螺甾皂苷与脱水剂的重量比是1.0∶3.0～10.0；所述的亲氧试剂是MgCl₂、MgBr₂、MgI₂、AlCl₃、AlBr₃、AlI₃、NaI、LiI、LiCl、LiBr、ZrCl₄、(Cp)₂ZrCl₂、C1～C6的三烷基硅基卤化物以及它们的混合物。

(4)XR₃取代基的引入：

在有机溶剂中和-78～60℃下、碱或还原剂的存在下，用亲核试剂与卤代产物反应3～10小时，发生亲核取代反应而引入所需的XR₃取代基；所述的卤代产物、碱或还原剂和亲核试剂的摩尔比为1∶1.5～4.0∶1.5～4.0；

所述的碱可以是无机碱，如NaOH、KOH、LiOH、CsOH、Na2CO₃、K₂CO₃、Cs₂CO₃、NaH、KH或LiH；也可以是有机碱、如二-异丙基氨基锂(LDA)、叔丁醇钾(t-BuOK)、正丁基锂(n-BuLi)、异丁基锂(s-BuLi)、叔丁基锂(t-BuLi)、NaOMe、NaOEt、Mg(OMe)₂、1，8-二-氮杂二环[5.4.0]十一烷-7-烯(DBU)、1，5-二-氮杂二环[4.3.0]九烷-7-烯(DBN)、1，4-二-氮杂二环[2.2.2]庚烷(DABCO)、Et₂NH，Et₃N、吡啶(pyridine)、咪唑(imidazole)、4-N，N-二甲基吡啶(DMAP)；

所述的还原剂是硼氢化钠(NaBH₄)、硼氢化锂(LiBH₄)、硼氢化钾(KBH₄)；

所述的亲核试剂是C1～C7烷基镁、锂、铜、锌、硼、锡金属试剂、C6～C12芳基镁、锂、铜、锌、硼、锡金属试剂、C1～C7烷基硫醇、硒醇及它们相应的乙酰化产物、C6～C12芳基硫醇、硒醇及它们相应的乙酰化产物、C1～C7烷基磺酰胺基、C6～C12芳基磺酰胺基、异头位为OH、SH、SeH、NH2、SAc、SeAc、-S-S-、-Se-Se-、C1～C7烷基磺酰胺基、C6～C12芳基磺酰胺基由C1～C8脂肪酰基、C7～C10芳香酰基、C7～C10芳香族卤代烃(如卤化苄、对甲氧基卤化苄)、C1～C6三烷基硅基保护的β-D-葡萄糖(β-D-Glc)、α-D-葡萄糖(α-D-Glc)、β-D-半乳糖(β-D-Gal)、α-D-半乳糖(α-D-Gal)、β-D-甘露糖(β-D-Man)、α-D-甘露糖(α-D-Man)、β-D-木糖(β-D-Xyl)、α-D-木糖(α-D-Xyl)、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖(α-L-Rha)、β-L-鼠李糖(β-L-Rha)、α-D-阿拉伯糖(α-D-Ara)、β-D-阿拉伯糖(β-D-Ara)、α-L-阿拉伯糖(α-L-Ara)、β-L-阿拉伯糖(β-L-Ara)、α-L-岩藻糖(α-L-Fuc)、β-L-岩藻糖(β-L-Fuc)、α-D-葡萄糖醛酸(α-D-GlcA)、β-D-葡萄糖醛酸(β-D-GlcA)、α-D-半乳糖醛酸(α-D-GalA)、β-D-半乳糖醛酸(β-D-GalA)以及由这些单糖组成的聚合度为2～8链状或分枝型的寡糖类化合物、四丁基氟化胺(TBAF)、三甲基叠氮基硅烷(TMSN₃)、三甲基氰基硅烷(TMSCN)、叠氮化钠(NaN₃)、氰化钾(KCN)或氰基硼氢化钠(NaCNBH₃)。

(5)还原剂选择性地还原16位羰基：

在有机溶剂中和1.0～10.0的大气压和-40～40℃下，(4)的产物与还原剂反应15～50小时获得半缩醛产物；(4)的产物与还原剂的摩尔比为1∶0.2～20.0。

所述的还原剂是NaBH₄、LiBH₄、KBH₄、四氢锂铝(LiAlH₄)、三(三苯基膦)硼氢化钾[K(Ph₃P)₃BH]、三(异丙氧基)硼氢化钾[K(i-PrO)₃BH]、三(叔丁氧基)锂铝氢[Li(t-BuO)₃AlH]或Raney镍；

当还原剂是NaBH₄、LiBH₄、KBH₄、LiAlH₄、K(Ph₃P)₃BH、K(i-PrO)₃BH或Li(t-BuO)₃AlH时，4)的产物与还原剂的摩尔比推荐为1∶5.0～20.0；

当还原剂是Raney镍时，(4)的产物与还原剂的摩尔比推荐为1∶0.2～1.0。

(6)呋甾皂苷或其类似物的制备：

在有机溶剂、水或它们的混合物中，在无机或有机碱或氢化催化剂存在下，上述半缩醛在-20-60℃和1.0～10.0的大气压下反应20～60小时，脱去半缩醛的所有保护基得到呋甾皂苷或其类似物。上述半缩醛、无机或有机碱的摩尔比为1∶1.0～10.0；上述半缩醛和氢化催化剂的摩尔比为1∶0.2～1.0

所述的碱可以是无机碱，如NaOH、KOH、LiOH、CsOH、Na₂CO₃、K₂CO₃、Cs₂CO₃、NaH、KH或LiH；也可以是有机碱、如LDA、t-BuOK、BuLi、s-BuLi、t-BuLi、NaOMe、Mg(OMe)₂、DBU、DBN、DABCO、Et₂NH，Et₃N、吡啶、咪唑或4-N，N-二甲基吡啶。

所述的氢化催化剂是10％钯炭、氢氧化钯[Pd(OH)₂]或锂+液氨；

本发明的方法推荐在惰性气体下进行，如氩气、、氮气等保护下。

本发明的方法是一种简便、有效的合成呋甾皂甙和其类似物的化学方法。该方法不仅可以得到带有不同糖链的呋喃皂苷，而且还可能在26位引入氧以外的杂原子而抑制F26G酶酶解，这些都为呋甾皂苷的构效关系研究提供了物质基础，从而有利于这类化合物的开发和利用。

具体实施方式

下述实施例将有助于理解本发明，但不限于本发明的内容。

合成实施例

26位硫代呋甾皂苷VIII的合成：

反应式1：26位硫代呋甾皂苷VIII的合成

试剂和条件：a)4MS，三甲基硅基三氟甲磺酸酯(TMSOTf)，CH₂Cl₂，rt，；b)oxone，丙酮，H₂O，C₁-C₆卤代烃，rt；c)AlI₃，CH₃CN，-40-80℃；d)MeONa，MeOH，CH₂Cl₂，-78-40℃；e)NaBH₄，i-PrOH，CH₂Cl₂，rt；f)NaOH，CH₃OH，H₂O，60℃

(1)在糖苷化条件下，薯蓣皂苷元与2，2，2-三甲基乙酰基(Piv)保护的葡萄糖三氯亚胺酯给体I反应得到全保护螺旋甾体皂苷II；(2)II用oxone氧化得到双键和16位氧化的产物III；(3)III与AlI₃反应得到环氧脱除同时26位碘代的产物IV；4)在碱性条件下，V与IV反应生成26位硫代的双糖链皂苷VI；(5)NaBH₄选择性地还原16位羰基得半缩醛产物VII；(6)碱性条件下，脱除Piv、Bz保护基得到26位硫代的呋甾皂苷VIII(Scheme 1)。

实验过程和数据：

化合物II的合成：

氩气保护下，将薯蓣皂苷元(1.50g，3.40mmol)和Piv保护的葡萄糖给体I[Zimmermann，P.；Bommer，R.；Bar，T.；Schmidt，R.R.J.Carbohydr.Chem.1988，7，435-452](3.45g，5.22mmol，1.54equiv.)溶于30ml的无水CH₂Cl₂中，向其中加入干燥的4分子筛(10.0g)，室温搅拌半小时后，加入三氟甲基基硅基三氟甲磺酸酯(TMSOTf)(0.06ml，0.34mmol，0.1equiv.)，继续搅拌2小时，TLC显示反应完全，三乙胺淬灭反应，过滤，浓缩、快速柱层析得白色固体(2.80g，3.07mmol，90％)。

[α]_D ²⁵＝-50.84(c 0.90，CHCl₃)；

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ5.34-5.28(m，2H)，5.06(t，1H，J＝9.6Hz)，4.98(dd，1H，J＝7.5，9.9Hz)，4.61(d，1H，J＝7.8Hz)，4.40(m，1H)，4.20(d，1H，J＝12.0Hz)，4.01(dd，1H，J＝6.6，12.0Hz)，3.75-3.69(m，1H)，3.54-3.36(m，3H)，2.22(m，2H)，1.20，1.16，1.14，1.10(s，each 9H)；¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ177.99，177.17，176.50，176.33，140.39，121.73，109.24，99.63，80.78，79.55，72.40，72.16，71.37，68.41，66.83，62.31，62.71，56.49，50.12，41.62，40.27，39.76，38.88，38.82，38.74，38.66，37.16，36.86，32.06，31.85，31.44，31.41，30.29，29.59，28.81，27.16，27.13，27.08，27.04，20.83，19.30，17.10，16.23，14.47；MS(ESI)m/z 913.7[M+H⁺]，936.0[M+Na⁺]；

元素分析：计算值：C₅₃H₈₄O₁₂·1/2H₂O，C 69.02％，H 9.29％，实测值：C 69.13％，H，8.94％

化合物III的合成：

室温条件下，将化合物III(1.70g，1.86mmol)溶于由CH₂Cl₂∶丙酮∶水＝1∶0.2∶3组成的混合溶剂(21ml)，氩气保护下，加入NaHCO₃(2.34g，27.90mmol，15.0equiv.)和oxone(13.72g，22.32mmol，12equiv.)，48小时后TLC检测反应原料消失，分离有机相，水相用CH₂Cl₂萃取，合并所有有机相，并经Na₂SO₄干燥后，过滤、浓缩、快速柱层析得全保护得化合物II(1.32g，1.40mmol，75％)。

αepoxide isomer(α环氧异构体)

1H NMR(300MHz，CDCl₃)δ5.30(t，1H，J＝9.3Hz)，5.07(t，1H，J＝9.9Hz)，4.98(dd，1H，J＝7.8，9.3Hz)，4.60(d，1H，J＝8.4Hz)，4.21(t，1H，J＝9.9Hz)，4.02(dd，1H，J＝6.3，12.0Hz)，3.80-3.55(m，4H)，3.00(d，1H，J＝2.1Hz)；

βepoxide isomer(β环氧异构体)

1H NMR(300MHz，CDCl3)δ5.28(t，1H，J＝9.6Hz)，5.07(t，1H，J＝9.3Hz)，4.98(dd，1H，J＝7.8，9.3Hz)，4.60(d，1H，J＝8.4Hz)，4.21(t，1H，J＝9.9Hz)，4.02(dd，1H，J＝6.3，12.0Hz)，3.80-3.55(m，4H)，2.86(d，1H，J＝4.2Hz)；

HRMS(MALDI)计算值：C₅₃H₈₄O₁₄Na 967.5759，实测值：C₅₃H₈₆O₁₂Na⁺967.5753化合物IV的合成：

氩气保护下，苯甲酰基(Bz)保护的葡萄糖溴苷(3.48g，5.28mmol)，KSAc(950mg，8.32mmol)溶于30ml无水的DMSO中，30℃搅拌反应10小时，TLC显示反应完全，减压旋干，快速柱层析得到白色固体(2.12g，3.23mmol，61％)。

[α]_D ²⁴＝86.50(c 0.93，CHCl₃)；

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ8.06～7.79(m，8H)，7.58～7.24(m，12H)，6.02～5.96(m，1H)，5.73(t，1H，J＝9.89Hz)，5.67～5.61(m，2H)，4.60(dd，1H，J＝3.02，12.36Hz)，4.46(dd，1H，J＝4.65，12.36Hz)，4.34～4.28(m，1H)，2.31(s，3H)；

¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ192.13，166.10，165.65，165.13，133.52，133.26，133.08，129.92，129.82，129.71，128.69，128.42，128.23，80.63，76.82，74.16，69.84，69.11，62.89，30.82；

元素分析：计算值：C₃₆H₃₀O₁₀S C 66.05％，H 4.62％；实测值：C 66.09％，H 4.44％。化合物V的合成：

氩气保护下，向化合物III(640mg，0.68mol)和AlI₃(832mg，2.04mmol，3.0eqiuv.)的混合物中加入CH₃CN∶CH₂Cl₂＝2∶3的混合溶剂5ml，-20～0℃条件下搅拌2小时后，TLC显示反应完全。反应液倾入饱和的Na₂S₂O₃水溶液中，CH₂Cl₂萃取，有机相经Na₂SO₄干燥后，过滤、浓缩、快速柱层析得化合物V(595mg，0.57mmol，85％)。

[α]_D ²⁵＝-82.16(c 1.19，CHCl₃)；

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ5.35-5.28(m，2H)，5.08(t，1H，J＝9.6Hz)，4.99(dd，1H，J＝8.1，9.3Hz)，4.62(d，1H，J＝8.1Hz)，4.21(d，1H，J＝11.7Hz)，4.02(dd，1H，J＝6.3，12.3Hz)，3.75-3.70(m，1H)，3.48-3.45(m，1H)，3.27(d，2H，J＝4.8Hz)，2.73-2.57(m，4H)，2.24-2.18(m，3H)，1.21，1.15，1.12，1.10(s，each 9H)，0.79(s，3H)；

¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ217.87，212.95，177.97，177.17，176.50，176.33，140.56，121.50，99.74，79.50，72.36，72.17，71.35，68.36，66.22，62.28，51.24，49.76，43.22，41.65，39.4538.84，38.72，38.66，38.60，37.15，36.84，36.77，33.64，31.71，30.94，29.89，29.51，27.14，27.11，27.08，27.02，20.63，20.50，19.27，17.60，15.37，12.94；

HRMS(MALDI)计算值：C₅₃H₈₃IO₁₂Na 1061.4827，实测值：C₅₃H₈₃IO₁₂Na⁺1061.4821。

化合物VI的合成：

氩气保护下，将化合物IV(618mg，0.94mmol，1.68equiv.)和V(586mg，0.56mmol)溶解在10ml MeOH∶CH₂Cl₂＝1∶4组成的混合溶剂中，然后加入新制备的MeONa(52.42mg，1.01mmol，1.80equiv.)，-78C搅拌2小时，接着升温至40℃搅拌1小时后，TLC显示反应完全，AcOH淬灭反应，浓缩，柱层析得到硫代化合物VI(825mg，0.54mmol，96％)。

[α]_D ²⁴＝-53.45(c 0.94，CHCl₃)；

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ8.02-7.81(m，8H)，7.52-7.27(m，12H)，5.93(t，1H，J＝9.6Hz)，5.64(t，1H，J＝9.9Hz)，5.55(t，1H，J＝9.6Hz)，5.36-5.30(m，2H)，5.08(t，1H，J＝9.6Hz)，5.02(d，1H，J＝9.9Hz)，5.01(t，1H，J＝9.9Hz)，4.68-4.63(m，2H)，4.47(dd，1H，J＝4.8，12.0Hz)，4.31-4.20(m，2H)，4.03(dd，1H，J＝6.6，12.0Hz)，3.78-3.72(m，1H)，3.50-3.47(m，2H)，2.91(dd，1H，J＝3.9，12.9Hz)，2.66-2.63(m，2H)，2.53-2.39(m，3H)，2.32-2.26(m，3H)，1.22，1.18，1.16，1.12(s，each 9H)，1.00(s，3H)，0.99(d，3H，J＝7.5Hz)，0.89(d，3H，J＝6.3Hz)，0.77(s，3H)；

¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ218.16，213.00，177.99，177.17，176.50，176.33，166.00，165.75，165.19，140.55，133.32，133.11，129.85，129.68，129.21，128.89，128.31，121.15，99.71，83.84，79.47，75.92，74.13，72.31，72.16，71.31，70.79，70.02，68.33，66.24，63.52，62.26，51.21，49.73，43.22，41.62，39.27，38.82，38.66，37.13，37.01，36.77，32.70，31.68，30.91，29.50，29.36，27.08，27.02，20.48，19.28，15.40，12.91；

HRMS(MALDI)计算值：C₈₇H₁₁₀O₂₁SNa 1545.7158，实测值；C₈₇H₁₁₀O₂₁SNa⁺1545.7153；

元素分析；计算值：C₈₇H₁₁₀O₂₁·H₂O，C 67.77％，H 7.32％，实测值：C 67.50％，H，6.96％。

化合物VII的合成：

将化合物V(600mg，0.39mol)溶于10ml i-PrOH∶CH₂Cl₂＝1∶5混合溶剂中，氩气保护下加入NaBH₄(147.54mg，3.90mmol，10.0equiv.)，-20-40℃条件下搅拌40小时后，反应液倾入水溶液中，CH₂Cl₂萃取，有机相经Na₂SO₄干燥后，过滤、浓缩、快速柱层析得全保护得化合物V(300mg，0.20mmol，50％)。

[α]_D ²⁵＝-8.89(c 0.82，EtOAc containing 1％Et₃N)；

¹H NMR(300MHz，pyridine-d₅)δ8.25-7.99(m，8H)，7.52-7.11(m，12H)，6.73(brs，1H)，6.55(t，1H，J＝9.3Hz)，6.24(t，1H，J＝9.6Hz)，6.16(t，1H，J＝9.6Hz)，5.74(t，1H，J＝9.6Hz)，5.52-5.46(m，4H)，4.72-4.66(m，1H)，4.55(brd，1H，J＝11.1Hz)，4.41(dd，1H，J＝5.7，12.3Hz)，4.10-4.06(m，1H)，3.83-3.76(m，1H)，3.10(dd，1H，J＝5.7，12.6Hz)，2.87(dd，1H，J＝7.5，12.6Hz)，2.61-2.57(m，1H)，2.47-2.43(m，1H)，1.00(s，3H)，0.96(d，3H，J＝6.6Hz)，0.90(s，3H)；

¹³C NMR(75MHz，吡啶-d₅)δ177.84，177.24，176.68，166.22，165，75，140.57，133.72，133.47，130.37，130.08，129.90，129.52，128.88，128.78，122.25，110.55，99.68，84.52，81.14，79.54，76.52，75.25，73.15，72.49，72.02，71.77，70.50，68.78，63.82，62.54，56.66，50.42，40.84，40.68，39.98，39.39，38.88，37.67，37.44，37.11，34.13，32.49，31.69，30.89，29.99，27.32，27.27，27.12，21.19，19.40，16.54，16.42；

MS(MALDI)m/z 1529.7[M-H₂O+Na⁺]，1547.7[M+Na⁺]，1562.8[M+K⁺]；

HRMS(MALDI)计算值：C₅₇H₁₁₂O₂₁SNa 1547.7315，实测值：

C₅₇H₁₁₂O₂₁SNa⁺1547.7309。

化合物VIII的合成：

将化合物VII(267mg，0.17mol)溶于由MeOH∶CH₂Cl₂∶水＝＝1∶4∶0.5组成的混合溶剂(10ml)，氩气保护下，加入NaOH(34.00mg，0.85mmol，5.0equiv.)，于30℃反应48小时，然后酸性树脂中和、浓缩、快速柱层析得全保护得甲基原薯蓣皂苷(106mg，0.13mmol，79％)。

[α]_D ²⁶＝-67.58(c 0.62，MeOH∶CH₂Cl₂＝1∶1 containing 1％EtN₃)；

¹H NMR(400MHz，吡啶-d₅)δ5.40(d，1H，J＝3.68Hz)，5.12(d，1H，J＝7.67Hz)，5.08(d，1H，J＝9.46Hz)，4.65-4.60(m，2H)，4.54-4.46(m，2H)，4.43(dd，1H，J＝5.44，11.91Hz)，4.39-4.31(m，4H)，4.14-4.11(m，2H)，4.08-4.02(m，3H)，3.11(dd，1H，J＝5.62，12.81Hz)，2.87(dd，1H，J＝7.68，12.82Hz)，2.56-2.51(m，1H)，2，32-2.30(m，1H)，2.22(m，1H)，1.26(d，3H，J＝6.80Hz)，1.15(d，3H，J＝6.58Hz)，1.00(s，3H)，0.91(s，3H)；

¹³C NMR(100MHz，吡啶-d₅)δ141.10，121.82，112.76，102.76，87.63，82.76，81.48，80.35，78.75，78.59，78.28，75.48，74.92，71.89，71.73，64.24，63.03，56.73，50.43，43.45，40.95，40.59，39.90，39.50，37.68，37.59，37.19，34.44，32.40，32.29，31.75，30.97，30.88，30.39，21.19，19.64，19.54，16.45，16.38；

MS(MALDI)m/z 777.4[M-H₂O+Na⁺]，795.4[M-CH₂+Na⁺]，809.4[M+Na⁺]；

HRMS(MALDI)计算值：C₄₀H₆₆₆O₁₃SNa 809.4122，实测值；C₄₀H₆₆₆O₁₃SNa⁺809.4116。

Claims

1.一种合成呋甾皂苷及其衍生物的化学方法，其结构通式如下所示：

，其中，

R₁是β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-岩藻糖、β-L-岩藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸以及由这些单糖组成的聚合度为2～8链状或分枝型的寡糖；

R₂＝H或Me或Et；

XR₃是F、N₃、胍基、CN或H；或者XR₃中，X＝C、O、S、N或Se；R₃是β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-岩藻糖、β-L-岩藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸以及由这些单糖组成的聚合度为2～8链状或分枝型的寡糖基；

其特征是该方法包括如下步骤：

(1)C₂₇螺甾皂苷的合成：

在有机溶剂中和脱水剂的存在下，在-40～40℃，以路易斯酸或质子酸为促进剂，C₂₇螺甾苷元与酰基、烷基以及硅基保护的糖基给体反应3-10小时，在其3位OH引入全保护的寡糖链R₁，得到全保护的螺甾皂苷；其中，C₂₇螺甾苷元与糖基受体以及促进剂的摩尔比为1∶1.0～5.0∶0.05～0.5；C27螺甾苷元与脱水剂的重量比是1.0∶3.0～10.0；

(2)全保护的螺甾皂苷的氧化：

在有机溶剂或水以及它们的混合物中，全保护螺甾皂苷与氧化剂反应10～60小时得到氧化产物；全保护螺甾皂苷与氧化剂的摩尔比为1∶3.0～25.0，所述的氧化剂是过硫酸氢钾制剂、过氧丙酮、1，1，1-三氟甲基过氧丙酮、间氯过氧苯甲酸、过氧乙酸、CrO₃、KMnO₄、NaIO₄或(Bu)₄N+IO₄-以及它们的混合物；

(3)26位卤素取代基的引入：

在有机溶剂中和-40-30℃以及脱水剂的存在下，上述氧化的螺甾皂苷与亲氧试剂反应0.1～2小时得到26位卤代产物，氧化的螺甾皂苷与亲氧试剂的摩尔比是1∶3.0～25.0；所述的亲氧试剂是MgCl₂、MgBr₂、MgI₂、AlCl₃、AlBr₃、AlI₃、NaI、LiI、LiCl、LiBr、ZrCl₄、(Cp)₂ZrCl₂或C1～C6的三烷基硅基卤化物以及它们的混合物，其中Cp是环戊二烯基；

(4)XR3取代基的引入：

在有机溶剂中，碱或还原剂的存在下，用亲核试剂与卤代产物反应3～10小时，发生亲核取代反应而引入所需的XR₃取代基；所述的卤代产物、碱或还原剂和亲核试剂的摩尔比为1∶1.5～4.0∶1.5～4.0；

(5)还原剂选择性地还原皂苷的16位羰基；

在有机溶剂中1.0～10.0的大气压和-40～40℃下，(4)的产物与还原剂反应15～50小时获得半缩醛产物；(4)的产物与还原剂的摩尔比为1∶0.2～20.0；

所述的还原剂是NaBH₄、LiBH₄、KBH₄、LiAlH₄、K(Ph₃P)₃BH、K(i-PrO)₃BH、Li(t-BuO)₃AlH或Raney镍；

(6)呋甾皂苷或其类似物的制备：

在有机溶剂或水以及它们的混合物中、-20～60℃和1.0～10.0的大气压，半缩醛产物在碱或氢化催化剂存在下，反应20～60小时脱去所有保护基得呋甾皂苷或其类似物；所述的碱是无机或有机碱；所述的半缩醛产物与碱或氢化催化剂的摩尔比为1∶0.2～20；

所述的脱水剂是3、4、5分子筛、酸洗的3、4、5分子筛、Na₂SO₄、CaSO₄、CuSO₄或MgSO₄。

2.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的由β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-岩藻糖、β-L-岩藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸(、α-D-半乳糖醛酸或β-D-半乳糖醛酸以及由这些单糖组成的聚合度为2～8链状或分枝型的寡糖基结构式如下：

3.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述呋甾皂苷及其衍生物的22位不对称碳的立体构型为S或R构型。

4.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的C₂₇螺甾苷元是薯蓣皂苷元[Δ⁵，Y＝H，H，25(R)]；雅姆皂苷元[Δ⁵，Y＝H，H，25(S)]；替告皂苷元[5α-H，Y＝H，H，25(R)]；新替告皂苷元[5α-H，Y＝H，H，25(S)]；海柯皂苷元[5α-H，Y＝O，25(R)]；菝契皂苷元[5βH，Y＝H，H，25(R)]；知母皂苷元[5βH，Y＝H，H，25(S)]；波托皂苷元[Δ⁵，Y＝O，25(R)]；新波托皂苷元[Δ⁵，Y＝O，25(S)]；异齐亚帕皂苷元[Δ⁵，Y＝β-OH，α-H，25(S)]。

5.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的路易氏酸是C₁～C₆三烷基硅基三氟甲磺酸酯、三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸银、三氟甲磺酸锂、三氟甲磺酸铜、三氟甲磺酸锌、三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸镧、三氟甲磺酸镱、三氟甲磺酸铟、三苯基甲基高氯酸盐、三苯基甲基四氟硼酸盐；质子酸是三氟甲磺酸、高氯酸、四氟硼酸、四(五氟代苯基)硼酸、二(三氟甲磺酰)亚胺。

6.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述亲核试剂是C₁～C₇烷基镁、锂、铜、锌、硼、锡金属试剂、C₆～C₁₂芳基镁、锂、铜、锌、硼、锡金属试剂、C₁～C₇烷基硫醇、硒醇及上述硫醇或硒醇的相应的乙酰化产物、C₆～C₁₂芳基硫醇、硒醇及上述硫醇或硒醇的相应的乙酰化产物、C₁～C₇烷基磺酰胺基、C₆～C₁₂芳基磺酰胺基、异头位为OH、SH、SeH、NH₂、SAc、SeAc、-S-S-、-Se-Se-由酰基、烷基以及硅基全保护的下述糖：β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-岩藻糖、β-L-岩藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸以及由这些单糖组成的聚合度为2～8链状或分枝型的寡糖类化合物、四丁基氟化胺、三甲基叠氮基硅烷、三甲基氰基硅烷、叠氮化钠、氰化钾或氰基硼氢化钠。

7.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的无机碱指一价金属的氢氧化物、氢化物或碳酸盐；有机碱是二-异丙基氨基锂、叔丁醇钾、正丁基锂、异丁基锂、叔丁基锂、NaOMe、NaOEt、Mg(OMe)₂、1，8-二-氮杂二环[5.4.0]十一烷-7-烯、1，5-二-氮杂二环[4.3.0]九烷-7-烯、1，4-二-氮杂二环[2.2.2]庚烷、Et₂NH，Et₃N、吡啶、咪唑、4-N，N-二甲基吡啶。

8.如权利要求1和6所述的合成方法，其特征是所述酰基是C₁～C₈脂肪酰基或C₇～C₁₀芳香酰基、卤代烃为C₇～C₁₀芳香族卤代烃、硅基为C₁～C₆三烷基硅基。

9.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的全保护的糖基给体是β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-岩藻糖、β-L-岩藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸单糖基的硫苷、三氯乙酰亚胺酯、三氟乙酰亚胺酯或氟苷。

10.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法(5)中所述的还原剂是NaBH₄、LiBH₄、KBH₄、LiAlH₄、K(Ph₃P)₃BH、K(i-PrO)₃BH或Li(t-BuO)₃AlH时，(4)的产物与还原剂的摩尔比为1∶5.0～20.0；或所述的还原剂是Raney镍时，(4)的产物与还原剂的摩尔比为1∶0.2～1.0。

11.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法(6)中所述的半缩醛产物和碱的摩尔比为1∶1.0～20；所述的半缩醛产物与氢化催化剂的摩尔比为1∶0.2～1.0。

12.如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法是在惰性气体保护下进行。