WO2013149576A1 - 制备肝素五糖的新中间体及其制备方法 - Google Patents

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郭阳辉
卫禾耕
白骅
吴迎秋
张玥
周俊晖
丁毅力
白灵卫
杨仕宝
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浙江海正药业股份有限公司
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Definitions

  • the invention relates to the field of chemical synthesis, in particular to a method for preparing a fully protected heparin pentasaccharide precursor to be converted into heparin pentasaccharide.
  • Heparin was first isolated from animal liver by Jay McLean of Johns Hopkins University in 1916 and identified as an active component of anticoagulation (a: Chem. Ind. 1991 2, 45-50; b: Bul l. Johns Hopk ins Hosp. 1928, 42, 199 ), which is the most complex of the glycosaminog lycan (GAG) family. Heparin has been used in clinical treatment of antithrombotic and cardiovascular diseases for nearly 60 years. Its anticoagulant activity has been most thoroughly studied and elucidated in its many physiological activities, and has contributed to the low molecular weight heparin (LMWH) from the 1990s. A universal antithrombotic agent that replaces traditionally used antithrombotic agents (Blood, 1992, 79, 1-17).
  • the process of blood coagulation is the result of sequential activation of a series of clotting factors in plasma, which ultimately converts inactive thrombin into active thrombin, partially hydrolyzes soluble fibrinogen, and releases insoluble fibrin.
  • Antithrombin III ( ⁇ ) is an inhibitor of serine proteases during hemagglutination, especially thrombin II a and X a . Antithrombin III reacts slowly with thrombin, but in the presence of heparin, the reaction rate is increased by several thousand times, which can effectively inhibit the blood coagulation process.
  • Naturally derived heparin mainly extracted from animal viscera, is a A complex mixture of different active polysaccharides, so it is difficult to control the effective dose during use, leading to dangerous side effects such as bleeding, thrombocytopenia and so on.
  • heparin molecules also bind non-specifically to plasma proteins, leading to more complex complications.
  • LMWH low molecular weight heparin
  • Low molecular weight heparin is obtained by degrading intact heparin by chemical degradation, enzymatic degradation and gamma ray irradiation.
  • the ruthenium-terminated pentasaccharide can avoid the problem of dimer or trimer formation during the reduction reaction in the synthesis process (Carbohydr. Res. 1987. 167. 67-75), such that hydrogenation reduction
  • the reaction can be carried out in a near quantitative yield, and the specific reaction process is shown in the following formulas 6 to 10.
  • the synthesis strategy is basically consistent with the synthetic strategy using uncapped pentasaccharide as raw materials, including the following four steps: 1. The fully protected pentasaccharide undergoes ester group saponification reaction, revealing five hydroxyl groups that need to be sulfated; Sulfation reaction; 3.
  • the prior art methods require simultaneous benzyl protected hydroxy and azide (or benzyloxycarbonyl)
  • the base-protected amino group is converted to the hydroxy group and the amino group of the dew by hydrogenation.
  • the stability of the intermediate is poor and difficult to purify; and in the last step, it is necessary to select among six exposed hydroxyl groups and three exposed amino groups.
  • the three amino groups are all historically sulfurized, the reaction selectivity is low, resulting in a low yield of the reaction, and the purification of the final product is very difficult.
  • the azide group is first reduced to the dew amino group by a high-efficiency reduction method, and the crude intermediate product has high purity, and the next reaction can be carried out without purification. . All of the hydroxyl and amino groups of the dew are then sulfated, which is more efficient, and the retained benzyl group makes the purification of the intermediate relatively easy. Finally, all the benzyl groups are removed by hydrogenation to obtain the final product.
  • the present invention provides a method for converting a fully protected heparin pentasaccharide intermediate to heparin pentasaccharide, and also provides a novel intermediate.
  • One of the objects of the present invention is to provide a compound of the formula I having the following structural formula, which can be used as an intermediate for the preparation of heparin pentasaccharide.
  • the configuration of the monosaccharide unit and the stereochemistry of the linkage between the monosaccharides are D-glucose-a-1, 4-D-glucuronic acid- ⁇ -1, 4-D-glucose- ⁇ -1, 4-L-iduronic acid-a-1,4-D-glucose, each substituent is defined as follows: R stands for d_C 2 .
  • alkyl group or a substituted alkyl group wherein the alkyl group may be a linear alkyl group or a branched or cyclic alkyl group such as an anthracenyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, or a tertiary group.
  • the butyl group, the pentyl group or the cyclohexyl group, etc., the substituted alkyl group may be a benzyl group, an allyl group, a decyloxy group or a 2-methoxyethyl group, and preferably R is a fluorenyl group.
  • R 4 represents a benzyl group or a substituted benzyl group, and the substituted benzyl group may be a p-methoxybenzyl group, a triphenylsulfonyl group or the like, and R 4 in the same formula may represent the same group or may represent a different group.
  • R 5 represents a hydrogen ion or an alkali metal ion, and the alkali metal ion is preferably a sodium ion.
  • Another object of the present invention is to provide a compound of the formula II having the structure shown below, which can be used as an intermediate for the preparation of heparin pentasaccharide:
  • R stands for - .
  • An alkyl group or a substituted alkyl group, wherein the alkyl group may be a linear alkyl group or a branched or cyclic alkyl group such as an anthracenyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, or a tertiary group.
  • the butyl group, the pentyl group, the cyclohexyl group or the like may be a benzyl group, an allyl group, a decyloxy group or a 2-methoxyethyl group, and preferably R is a fluorenyl group.
  • R 4 represents a benzyl group or a substituted benzyl group, and the substituted benzyl group may be a p-methoxybenzyl group or a triphenyl group.
  • R groups and the like, R 4 in the same formula may represent the same group, and may also represent different groups.
  • the compound of the formula I I of the present invention may be in the form of a sodium salt, and may be other pharmaceutically acceptable salts such as a potassium salt, a calcium salt and the like.
  • R stands for - .
  • An alkyl group or a substituted alkyl group wherein the alkyl group may be a linear alkyl group, or a branched or cyclic alkyl group, and the substituted alkyl group may be a benzyl group, an allyl group, a decyloxy group or a 2-oxo group.
  • alkyl group a substituted alkyl group, a hydrogen ion, a sodium ion
  • the alkyl group may be a linear alkyl group, or a branched or cyclic alkyl group, a substituted alkyl group It may be a benzyl group, an allyl group, a decyloxy group or a 2-methoxyethyl group.
  • R 2 represents a straight chain or Branched aliphatic acyl or aryl acyl group, such as acetyl, 4-oxopentanoyl, benzoyl, etc., R 2 in the same formula may represent the same group, or may represent a different group;
  • R 3 represents different 14 represents benzyl or substituted benzyl group, substituted benzyl group may be a benzyl group Yue, Yue triphenylmethyl group and the like, in the same formula 14 may represent the same group, it may also represent; azido a group;
  • R 5 is selected from the group consisting of hydrogen ions and sodium ions; wherein the acid is preferably hydrochloric acid.
  • the compound of the formula IV in which the compound of the formula I is prepared can be isolated and purified to carry out a reduction reaction; or the compound of the formula IV obtained by the reaction can be directly subjected to a reduction reaction without isolation and purification.
  • a further object of the present invention is to provide another process for the preparation of a compound of the above formula I, which comprises the steps of: a) treating a fully protected pentasaccharide compound of formula III with a reducing agent, i.e., reducing the R 3 group to an amino group as follows a compound of formula V as shown;
  • R stands for - .
  • An alkyl group or a substituted alkyl group wherein the alkyl group may be a linear alkyl group, It may also be a branched or cyclic alkyl group, and the substituted alkyl group may be a benzyl group, an allyl group, a decyloxy group or a 2-methoxyethyl group; and ⁇ represents dC 2 .
  • alkyl group, a substituted alkyl group, a hydrogen ion, a sodium ion wherein the alkyl group may be a linear alkyl group, or a branched or cyclic alkyl group, and the substituted alkyl group may be a benzyl group, an allyl group, a decyloxy group. Or a 2-methoxyethyl group, etc., wherein ⁇ in the same formula may represent the same group, or may represent a different group;
  • R 2 represents a linear or branched aliphatic acyl group or an aryl acyl group, such as an acetyl group.
  • R 2 in the same formula may represent the same group, or may represent a different group
  • 1 4 represents a benzyl group or a substituted benzyl group, and the substituted benzyl group may be Rethoxybenzyl, triphenylsulfonyl, etc.
  • R 4 in the same formula may represent the same group, or may represent a different group
  • the compound of formula V is then treated with sodium hydroxide to effect ester hydrolysis of the compound of formula V to obtain a compound of formula I wherein R 5 is an alkali metal ion, preferably a sodium ion, or the ester is hydrolyzed and further neutralized with an acid.
  • R 5 is an alkali metal ion, preferably a sodium ion, or the ester is hydrolyzed and further neutralized with an acid.
  • a compound of formula I wherein R 5 is a hydrogen ion.
  • the reducing agent used in the above production method may be selected from the group consisting of trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine or hydrogen sulfide.
  • the acid described therein is preferably hydrochloric acid.
  • the present invention also provides a process for preparing a hydrazine compound, which is treated with a sulfating reagent, and then the crude product is treated with a sodium ion exchange resin to obtain a compound of formula II; wherein the sulfating reaction can be carried out in one step, or Step by step.
  • One-step sulfation reaction is carried out in the presence of a sulfating reagent, pyridine and triethylamine.
  • the stepwise method can also be used for the sulfation reaction, that is, the sulfating reagent and N, N-dimercaptophthalamide (DMF) are firstly reacted at a certain temperature to sulphate most of the hydroxyl groups, and then a small amount of sulfuric acid.
  • the reagent/pyridine/triethylamine treatment causes the amino group and a small amount of unreacted hydroxyl groups to be sulfated.
  • the temperature chosen was 50 °C.
  • the sulfating agent is selected from the group consisting of sulfur trioxide pyridine complex, sulfur trioxide tridecylamine complex, sulfur trioxide triethylamine complex or sulfur trioxide gas.
  • the present invention also provides a method for preparing heparin pentasaccharide: treating a compound of formula II under a hydrogen condition with a catalyst such as palladium hydroxide or palladium carbon to remove all of the compound of formula II
  • the R 4 group gives heparin pentasaccharide.
  • the specific method for preparing heparin pentasaccharide of the invention comprises the following steps:
  • the specific method for preparing heparin pentasaccharide of the present invention may also adopt the following steps:
  • the compound of formula V is not isolated and purified, and the compound of formula V is subjected to ester hydrolysis under sodium hydroxide to obtain a compound of formula I.
  • the invention adopts a high-efficiency reduction method to reduce an azide group to a dew-containing amino group, and the crude intermediate product has high purity, and the next reaction can be carried out without purification, which simplifies the operation.
  • the sulfating reaction of the present invention can completely sulfate all the exposed hydroxyl groups and amino groups, and has high efficiency; especially, the stepwise sulfating method can reduce the amount of the sulfating reagent and simplify the post-treatment process, and the effect is better.
  • the benzyl protection strategy retained in the latter part of the present invention makes the purification of a series of intermediates relatively easy and suitable for industrial production.
  • the present invention finally removes the benzyl group by catalytic hydrogenation, and the final product is easy to purify and is suitable for industrial production.
  • Figure 1 Nuclear magnetic resonance spectrum of the compound of the formula II-1 prepared by the method of Example 5.
  • Figure 2 is a nuclear magnetic resonance heteronuclear single quantum correlation spectrum (HSQC) of a compound of formula II-1 prepared by the method of Example 5.
  • HSQC nuclear magnetic resonance heteronuclear single quantum correlation spectrum
  • Figure 3 is a nuclear magnetic resonance spectrum of fondaparinux prepared by the seventh embodiment. Detailed ways
  • Example 1 Indenyl 0-(2-azido-3,4-di-0-benzyl-2-deoxy- ⁇ -D-glucopyranose) _ (1 ⁇ 4) -0- (2, 3-Di-O-benzyl- ⁇ -D-glucopyranonic acid) - (1 ⁇ 4) -0- (2-azido-2-deoxy-a-D-glucopyranose) - (1 ⁇ 4) -0- (3-0-benzyl-a-L-pyraniduronic acid) - (1 ⁇ 4) -2 -azido-3-0-benzyl-2-deoxy- Preparation of ⁇ -D-glucopyranoside ( IV-1 )
  • the pentasaccharide IV-1 compound (4.0 g) was dissolved in tetrahydrofuran (200 mL), and aqueous sodium hydroxide (16 mL, 1.0 M) was added. After that, the temperature was slowly raised to room temperature, and the mixture was stirred overnight until the reaction was completed. The mixture was neutralized with dilute hydrochloric acid to pH: 7 and concentrated under reduced pressure to give a crude product of 11. The crude product was directly subjected to the next reaction without further purification.
  • the pentasaccharide ⁇ -1 compound (5.0 g, 2.7 ⁇ ol) was dissolved in tetrahydrofuran (200 mL), water (20 mL) was added, and a solution of trimethylphosphine in tetrahydrofuran was added dropwise. mL, 1 M), slowly warm to room temperature, stir overnight, until the reaction is complete, add sodium hydroxide aqueous solution (55 mL, 1.0 M), stir at room temperature until the reaction is complete, neutralize with diluted hydrochloric acid to a pH of about 7 The solvent was concentrated under reduced pressure to give a crude product (yield: s. The crude product was directly subjected to the next reaction without further purification.
  • Example 5 Mercapto 0-(3,4-di-0-benzyl-2-deoxy-6-0-trans-S-yl-2-transamido-a-D-glucopyranose) - (1 ⁇ 4) -0- (2, 3-di-0-benzyl- ⁇ -D-glucopyranuronic acid) -(1 ⁇ 4) -0- (2-deoxy-3, 6-0-two-cross Acid Benzyl-2-sulfonamido- a-D-glucopyranose) - (1 ⁇ 4) -0- (3-0-benzyl-2-0-sulfonate- a-L-pyranose Aldehyde) - (1 ⁇ 4)-3-0-benzyl-2-deoxy-6-0-sulfonyl-2-sulfonylamino-a-D-glucopyranoside decahydrate ( ⁇ -1) Preparation
  • the pentasaccharide I-1 compound (8.8 g) was dissolved in a mixed solvent of pyridine (50 mL) and triethylamine (10 mL) under a nitrogen atmosphere, and sulfur trioxide pyridine complex (10 g, 63 was added). Methanol), stirred at room temperature overnight, until the reaction was completed. The reaction was quenched with EtOAc EtOAc EtOAc. The solvent was concentrated by pressure and dried to give 8.2 g ofyy. Its nuclear magnetic resonance spectrum is shown in Figure 1. The nuclear magnetic resonance heteronuclear single quantum correlation spectrum (HSQC) is shown in Figure 2.
  • HSQC nuclear magnetic resonance heteronuclear single quantum correlation spectrum
  • Example 6 Mercapto 0-(3,4-di-0-benzyl-2-deoxy-6-0-trans-S-yl-2-transamido-a-D-glucopyranose) - (1 ⁇ 4) -0- (2, 3-di-0-benzyl- ⁇ -D-glucopyranuronic acid) -(1 ⁇ 4) -0- (2-deoxy-3, 6-0-two-cross Acid-2-sulfonylamino-a-D-glucopyranose) - (1 ⁇ 4) -0- (3-0-benzyl-2-0-sulfonyl-a-L-pyranidis Uronic acid) - (1 ⁇ 4) -3-0-benzyl-2-deoxy-6-0-sulfonic acid-2-sulfonylamino-a-D-glucopyranoside decahydrate ( ⁇ - Preparation of 1)
  • the pentasaccharide I-1 compound (3.0 g) was dissolved in N,N-dimercaptoamide (100 mL) under nitrogen atmosphere, and sulfur trioxide triguanamine complex (7.2 g) was added and heated. The reaction was completed until 50 ° C, until the reaction was completed. The reaction mixture was evaporated to dryness. EtOAcjjjjjjjj The solvent was concentrated under reduced pressure and dried to give 2.7 g,yield of the solid solid, which was dissolved in pyridine (50mL) and triethylamine (10) Between the mixed solvents of mL), a sulfur trioxide pyridine complex (5.1 g) was added, and the mixture was stirred at room temperature overnight until the reaction was completed.
  • Example 7 Mercapto 0-(2-deoxy-6-0-trans-S-yl-2-transamido-a-D-glucopyranose) - (1 ⁇ 4) -0- ( ⁇ -D-pyridyl) Glucuronic acid) - (1 ⁇ 4) -0- (2-deoxy-3, 6-0-di-trans-S-group-2-sulfonamido-a-D-glucopyranose) - (1 ⁇ 4 ) -0- (2-0-trans-S-based-a-L-pyraniduronic acid) - (1 ⁇ 4)-2-deoxy-6-0-sulfonic acid-2-sulfonylamino - Preparation of a-D-glucopyranoside decahydrate (VI-1, fondaparinux)

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Abstract

本发明涉及一种化学合成药物的工艺，特别涉及一种肝素五糖的新中间体及其制备方法，该工艺反应效率高，反应操作简单，反应中间体易纯化，适合工业化生产。

Description

制备肝素五糖的新中间体及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学合成领域，具体涉及全保护的肝素五糖前体转化 为肝素五糖的制备方法。
背景技术
肝素是 1916年由约翰霍普金斯大学的 Jay McLean最先从动物肝 脏中分离得到，并鉴定出其是抗凝血的有效成份（a: Chem. Ind. 1991 2， 45-50; b: Bul l. Johns Hopk ins Hosp. 1928, 42， 199 ), 它是 糖胺聚糖（g lycosaminog lycan, GAG)家族中结构最复杂的一种。 肝素 应用于临床治疗抗血栓及心血管疾病己有近六十年历史，其抗凝活性 是其诸多生理活性中得到最深入研究和阐明的 ,并促成低分子量肝素 (LMWH)从 90年代开始成为通用的抗血栓剂，取代传统上临床使用的抗 血栓剂 ( Blood, 1992, 79, 1-17 )。 血液凝固过程是血浆中一系列的 凝结因子依次活化的结果，最终将无活性的凝血酶转化为有活性的凝 血酶， 将可溶性的纤维蛋白原发生部分蛋白水解，译放出不溶性的纤 维蛋白而引起血液凝固。 抗凝血酶 III ( ΑΤΙΠ )是血凝过程中丝氨酸蛋 白酶， 尤其是凝血酶 II a及 X a的抑制剂。抗凝血酶 III与凝血酶的反应 速度较慢， 但在肝素存在的条件下， 反应速度增加几千倍， 能够有效 地抑制凝血过程。 天然来源的肝素， 主要是从动物内脏中提取， 是一 个由不同活性多糖组成的复杂混合物，因此在使用过程中难以控制其 有效剂量， 引发危险的副反应， 如出血、 血小板减少等。 同时， 肝素 分子也会与血浆蛋白发生非特异性结合， 导致更复杂的并发症。在 20 世纪八十年代末， 低分子肝素（LMWH )的出现使得抗血栓治疗的效果 得以提高。低分子肝素是将完整肝素通过化学降解、 酶降解和伽马射 线照射降解的方法得到。但是令人不安的是， 由于肝素和低分子肝素 的动物源性， 会有交叉物种病毒感染的潜在危险， 这使得其应用存在 很大的风险。避免交叉物种污染的最有效手段就是通过化学合成方法 制备肝素。
磺达肝姿钠 （ Fonda pari ιιιπί sodium )是一种肝素五糖类药物， 于 2001年作为抗凝血药物上市销售， 化学名称为： 曱基 0- (2-脱氧 -6-0-横 S 基 -2-横酰胺基- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- ( β -D-吡 喃葡萄糖醛酸） _ (1→ 4) -0- (2 -脱氧 -3 , 6-0-二横 S 基 -2-横酰胺基- α -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (2-0-横 S史基- a -L-吡喃艾杜糖醛 酸) _ (1→ 4) _2 -脱氧 -6-0-磺酸基 -2 -横酰胺基- a -D -吡喃葡萄糖苷十 钠盐， 化学结构如下式 10所示：
Figure imgf000003_0001
10， Fondapar inux Sodium
在上世纪八十年代中期， S inay等人（Carbohydr. Res. 1984, 132 C5-C9 , Carbohydr. Res. 1986, 147， 221 -236 )和 Boeckel等人（J. Carbohydr. Chem. 1985, 4， 293-321. )先后完成了没有曱基封端的 抗凝五糖的全合成工作。全保护的五糖经过如下式 1至式 5所示的反应 式转化得到最终的产物五糖， 反应步骤包括： 1.酯基的皂化， 2.羟基 的硫酸化， 3. Pd/C氢化还原叠氮基或苄氧欺基保护的氨基成棵露氨基 并脱除羟基上的苄基保护， 4.氨基的选择性硫酸化。
Figure imgf000004_0001
上述五糖的转化过程中， 由叠氮还原成氨基的反应非常迅速， 而 且容易与五糖的半缩醛互变异构体还原端酸基继续发生副反应生成 稳定的二聚体或三聚体导致反应效率非常低下。
在解决这个问题的过程中发现用曱基封端的五糖可避免合成过 程中还原反应时二聚体或三聚体生成的问题（Carbohydr. Res. 1987. 167. 67-75 ), 这样氢化还原反应就可以接近定量的产率进行， 具体 反应过程如下式 6至式 10所示。 其合成策略与使用未封端的五糖为原 料的合成策略基本一致， 包括以下四个步骤： 1.全保护五糖经过酯基 皂化反应， 棵露出需要硫酸化的五个羟基； 2.羟基进行硫酸化反应； 3.用 Pd/C氢化还原叠氮或苄氧欺基保护的氨基成棵露氨基并脱除羟 基的保护； 4.选择性的使氨基硫酸化， 得到产物磺达肝癸钠。
Figure imgf000006_0001
10, Fondaparinux Sodium
W02003022860和 W0201 0040880中也都采用了以上类似的方法。 经过生物活性测试表明，还原端用曱基保护对肝素五糖的生物活 性没有影响，所以采用曱基封端的保护策略也成为现在肝素类寡聚分 子合成的常规策略。
现有技术中的方法需要同时将苄基保护的羟基和叠氮（或苄氧羰 基保护的氨基 )通过氢化的方法转化为棵露的羟基和氨基， 中间体稳 定性较差， 难以纯化； 而且最后一步反应中需要在六个棵露的羟基和 三个棵露的氨基中选择性的将三个氨基全部硫 S史化， 反应选择性低， 导致反应的产率 4艮低， 而且终产物的纯化非常困难。
本发明的方法在脱除全保护五糖的酯基后，采用高效率的还原方 法先将叠氮基还原为棵露的氨基， 该中间体粗品纯度较高， 无需纯化 即可进行下一步反应。 而后将棵露的所有羟基和氨基全部硫酸化， 效 率较高， 而且保留的苄基使得该中间体的纯化相对容易， 最后通过氢 化反应脱除所有苄基， 得到终产物。
发明内容
本发明提供一种用于将全保护的肝素五糖中间体转化为肝素五 糖的方法， 还提供了新的中间体。
本发明的目的之一在于提供了一种具有如下结构式的式 I 化合 物， 可作为用于制备肝素五糖的中间体，
Figure imgf000007_0001
I
其中， 单糖单元的构型以及各单糖之间连接键的立体化学为 D- 葡萄糖 - a -l， 4-D-葡萄糖醛酸- β -1 , 4-D-葡萄糖 - α -1， 4-L-艾杜糖 醛酸 - a -l，4-D-葡萄糖， 各取代基的定义如下： R代表 d_C2。烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基， 也可 以是支链或环状烷基， 例如曱基、 乙基、 丙基、 异丙基、 丁基、 异丁 基、 叔丁基、 戊基或环己基等， 取代烷基可以是苄基、 烯丙基、 曱氧 基曱基或 2-曱氧基乙基等， 优选 R为曱基。
R4代表苄基或取代苄基， 取代苄基可以是对曱氧基苄基、 三苯基 曱基等， 同一分子式中的 R4可以代表相同的基团，也可以代表不同的 基团。
R5代表氢离子或碱金属离子， 碱金属离子优选为钠离子。
本发明的另一目的在于提供了一种具有如下结构所示的式 I I化 合物， 可作为用于制备肝素五糖的中间体：
Figure imgf000008_0001
II 其中， 单糖单元的构型以及各单糖之间连接键的立体化学为 D- 葡萄糖 - a -l， 4-D-葡萄糖醛酸- β -1, 4-D-葡萄糖 - α -1， 4-L-艾杜糖 醛酸 - a -l，4-D-葡萄糖， 各取代基的定义如下：
R代表 - 。烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基， 也可 以是支链或环状烷基， 例如曱基、 乙基、 丙基、 异丙基、 丁基、 异丁 基、 叔丁基、 戊基、 或环己基等， 取代烷基可以是苄基、 烯丙基、 曱 氧基曱基或 2-曱氧基乙基等， 优选 R为曱基。
R4代表苄基或取代苄基， 取代苄基可以是对曱氧基苄基、 三苯基 曱基等， 同一分子式中的 R4可以代表相同的基团，也可以代表不同的 基团。
本发明式 I I化合物除可以是钠盐形式外， 还可以是其他药学上 可接受的盐， 例如钾盐， 钙盐等。
本发明的又一目的在于提供了一种制备上述式 I化合物的方法, 其中包括以下几个步骤：
a) . 先用氢氧化钠处理如下所示式 III全保护五糖化合物，
Figure imgf000009_0001
使得式 III化合物进行酯水解反应，得到如下所示 R5为钠离子的式 IV化 合物， 或者水解后再经过酸中和可得到的 R5为氢离子的式 IV化合物，
Figure imgf000009_0002
其中， R代表 - 。烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是支链或环状烷基， 取代烷基可以是苄基、 烯丙基、 曱氧基曱 基或 2-曱氧基乙基等； ^代表 d-C2。烷基、 取代烷基、 氢离子、 钠离 子， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是支链或环状烷基， 取代烷基 可以是苄基、 烯丙基、 曱氧基曱基或 2-曱氧基乙基等， 同一分子式 中的 ^可以代表相同的基团， 也可以代表不同的基团； R2代表直链或 支链脂肪族酰基或芳香基酰基， 例如乙酰基、 4-氧代戊酰基、 苯曱酰 基等， 同一分子式中的 R2可以代表相同的基团，也可以代表不同的基 团； R3代表叠氮基； 1 4代表苄基或取代苄基， 取代苄基可以是对曱氧 基苄基、 三苯基曱基等， 同一分子式中的 1 4可以代表相同的基团， 也 可以代表不同的基团； R5选自氢离子、 钠离子； 其中所述的酸优选盐 酸。
b) . 然后用还原剂处理式 IV化合物， 即将 R3基团还原成氨基，得到式 I化合物。
其中上述制备式 I化合物的所述的式 IV化合物可以分离纯化后进行 还原反应；或直接将反应得到的式 IV化合物不经分离纯化一锅法进行 还原反应。
本发明的又一目的在于提供了另一种制备上述式 I化合物的方 法， 包括以下步骤： a) . 先用还原剂处理式 III全保护五糖化合物， 即 将 R3基团还原成氨基得到如下所示的式 V化合物；
Figure imgf000010_0001
其中， R代表 - 。烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基, 也可以是支链或环状烷基， 取代烷基可以是苄基、 烯丙基、 曱氧基曱 基或 2-曱氧基乙基等； ^代表 d-C2。烷基、 取代烷基、 氢离子、 钠离 子， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是支链或环状烷基， 取代烷基 可以是苄基、 烯丙基、 曱氧基曱基或 2-曱氧基乙基等， 同一分子式 中的 ^可以代表相同的基团， 也可以代表不同的基团； R2代表直链或 支链脂肪族酰基或芳香基酰基， 例如乙酰基、 4-氧代戊酰基、 苯曱酰 基等， 同一分子式中的 R2可以代表相同的基团，也可以代表不同的基 团； 1 4代表苄基或取代苄基， 取代苄基可以是对曱氧基苄基、 三苯基 曱基等， 同一分子式中的 R4可以代表相同的基团，也可以代表不同的 基团；
b) . 然后用氢氧化钠处理式 V化合物，使得式 V化合物进行酯水解反 应， 得到 R5为碱金属离子， 优选为钠离子的式 I化合物， 或者酯水解 后进一步用酸中和可得到 R5为氢离子的式 I化合物。
上述制备方法中所使用的还原剂可选自三曱基膦、 三乙基膦、 三 丁基膦、 三苯基膦或硫化氢。 其中所述的酸优选盐酸。
本发明还提供了一种制备式 Π化合物的方法， 用硫酸化试剂处 理式 I化合物， 然后粗产物经过钠离子交换树脂处理， 得到式 I I化 合物； 其中所述硫酸化反应可一步进行， 也可分步进行。 其中一步法 硫酸化反应在硫酸化试剂、 吡啶和三乙胺存在下进行。 也可采用分步 法进行硫酸化反应， 即先用硫酸化试剂和 N， N-二曱基曱酰胺（DMF)在 一定温度条件下进行反应， 使大部分羟基硫酸化， 再用少量的硫酸化 试剂 /吡啶 /三乙胺处理， 使得氨基和少量未反应完的羟基硫酸化。优 选的温度为 50°C。 其中， 硫酸化试剂选自三氧化硫吡啶络合物、 三 氧化硫三曱胺络合物、 三氧化硫三乙胺络合物或三氧化硫气体。
本发明还提供了了一种制备肝素五糖的方法： 用氢氧化钯、钯碳 等催化剂在氢气条件下处理式 II化合物，使得式 II化合物脱除所有
R4基团， 得到肝素五糖。
本发明制备肝素五糖的具体方法包括以下步骤：
1， 在氢氧化钠存在的条件下对式 III化合物进行酯水解反应，得到 式 IV化合物；
2, 将式 IV化合物的 R3基团还原成氨基， 得到式 I化合物；
3, 将式 I化合物中步骤 1, 2中产生的棵露羟基和氨基进行硫酸 化， 得到式 II化合物；
4, 对式 II化合物进行催化氢化反应， 脱除 R4基团， 得到肝素五 糖式 VI化合物。
转化过程如下所示：
Figure imgf000013_0001
本发明制备肝素五糖的具体方法还可采用以下步骤：
1 , 将式 III化合物的 R3基团还原成氨基， 得到式 V化合物。
2 , 式 V化合物未经分离纯化，在氢氧化钠条件下对式 V化合物进 行酯水解反应， 得到式 I化合物。
3, 将式 I化合物中步骤 1 , 2中产生的棵露羟基和氨基进行硫酸 化， 得到式 II化合物
4, 对式 II化合物进行催化氢化反应， 脱除 R4基团， 得到肝素五 糖式 VI化合物。
转化过程如下所示：
Figure imgf000014_0001
本发明的工艺具有以下优点和积极效果：
1.本发明采用高效率的还原方法将叠氮基还原为棵露的氨基，中间体 粗品纯度较高， 无需纯化即可进行下一步反应， 简化了操作。
2.本发明的硫酸化反应可将所有棵露的羟基和氨基全部硫酸化，效率 较高； 尤其选择分步硫酸化法， 可减少硫酸化试剂用量， 简化后处理 过程， 效果更佳。
3.本发明中保留到后期的苄基保护策略使得一系列中间体的纯化相 对容易， 适于工业化生产。
4.本发明最后通过催化氢化反应脱除苄基保护， 终产物纯化容易， 适 于工业化生产。 附图说明
图 1 由实施例五的方法制备得到的式 II -1化合物的核磁共振氢谱。 图 2 由实施例五的方法制备得到的式 II -1化合物的核磁共振异核单 量子相关谱 ( HSQC 證）。
图 3由实施例七制备得到的磺达肝癸钠的核磁共振氢谱。 具体实施方式
实施例一： 曱基 0- (2-叠氮基 -3 , 4-二 -0-苄基 -2-脱氧 - α -D-吡喃葡 萄糖） _ (1→ 4) -0- (2， 3-二 -0-苄基- β -D-吡喃葡萄糖醛 酸) - (1→ 4) -0- (2-叠氮基 -2-脱氧- a -D-吡喃葡萄糖） - (1 → 4) -0- (3-0-苄基- a -L -吡喃艾杜糖醛酸) - (1→ 4) -2 -叠 氮基 -3-0-苄基 -2-脱氧 -α-D-吡喃葡萄糖苷 ( IV-1 )的制 备
Figure imgf000016_0001
将全保护五糖 ΠΙ-1 化合物 （10 g, 5.4 匪 ol )溶解于四氢呋喃 ( 220 mL)中，滴加氢氧化钠水溶液（ HOmL, 1.0 M, 20 eq, llOmmol ), 滴加完毕后室温搅拌过夜，直至反应完全。用 1M的盐酸中和至中性， 加入乙酸乙酯萃取， 合并有机相， 有机相依次用水、 10%柠檬酸、 饱 和食盐水洗涤， 无水硫酸钠干燥， 减压浓缩除去溶剂得泡沫状固体 IV -1化合物 8.0 克。
ESMS: m/z = 1486 [M+l]+, 1484 [M-l]—。 实施例二： 曱基 0- (2 -氨基 -3, 4 -二 -0-苄基 -2 -脱氧 -a -D -吡喃葡萄 糖）-(1→4)-0-(2, 3-二 -0-苄基- β -D-吡喃葡萄糖醛 酸） _ (1→ 4) -0- (2 -氨基 -2-脱氧- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (3_0_苄基- a -L -吡喃艾杜糖醛酸) - (1→ 4) _2 -氨基 -3-0-苄基 _2_脱氧 -α-D-吡喃葡萄糖苷 ( 1 -1 ) 的制备
Figure imgf000017_0001
在氮气保护下， 将五糖 IV-1化合物（ 8.0 g )溶于四氢呋喃（ 400 mL), 加入氢氧化钠水溶液（ 32 mL, 1.0 M), 冰水浴下， 滴入三曱基 膦的四氢呋喃溶液（54 mL, 1 M), 后緩慢升温至室温， 搅拌过夜， 直至反应完全， 滴加稀盐酸中和至 PH约为 7, 减压浓缩除去溶剂得 泡沫状固体 I -1化合物 8.8克。 粗产品未进一步纯化直接投下一步 反应。
HPLC纯度： 90%。
ESMS: m/z 1408 [M+l]+, 1406 [M-l]—。 实施例三： 曱基 0-(2-氨基 -3, 4-二 -0-苄基 -2-脱氧 -a -D-吡喃葡萄 糖）-(1→4)-0-(2, 3-二 -0-苄基- β -D-吡喃葡萄糖醛 酸） _ (1→ 4) -0- (2 -氨基 -2-脱氧- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (3_0_苄基- a -L -吡喃艾杜糖醛酸) - (1→ 4) _2 -氨基
-3-0-苄基 _2_脱氧 -α-D-吡喃葡萄糖苷 ( 1 -1 ) 的制备
Figure imgf000018_0001
在氮气保护下， 将五糖 IV-1化合物（ 4.0 g )溶于四氢呋喃（ 200 mL), 加入氢氧化钠水溶液（ 16 mL, 1.0 M), 冰水浴下， 加入三苯基 膦（7. l g), 后緩慢升温至室温， 搅拌过夜， 直至反应完全， 滴加稀 盐酸中和至 PH约为 7, 减压浓缩除去溶剂得泡沫状固体 I -1化合物 的粗品 11.4克。 粗产品未进一步纯化直接投下一步反应。
ESMS: m/z 1408 [M+l]+, 1406 [M-l]—。 实施例四： 曱基 0-(2-氨基 -3, 4-二 -0-苄基 -2-脱氧 -a -D-吡喃葡萄 糖）-(1→4)-0-(2, 3-二 -0-苄基- β -D-吡喃葡萄糖醛 酸） _ (1→ 4) -0- (2 -氨基 -2-脱氧- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (3-0-苄基- a -L -吡喃艾杜糖醛酸) - (1→ 4) _2 -氨基 -3-0-苄基 _2_脱氧 -a-D_吡喃葡萄糖苷 ( 1 -1 ) 的制备
Figure imgf000019_0001
在氮气保护下， 将五糖 ΠΙ-1化合物（ 5.0 g, 2.7 匪 ol )溶于四 氢呋喃 （ 200 mL), 加入水（20 mL ), 冰水浴下， 滴入三曱基膦的四 氢呋喃溶液（27 mL, 1 M), 后緩慢升温至室温， 搅拌过夜， 直至反 应完全， 滴加氢氧化钠水溶液（55 mL, 1.0 M), 室温搅拌直至反应 完全， 滴加稀盐酸中和至 PH约为 7, 减压浓缩除去溶剂得泡沫状固 体 1 -1化合物的粗产品 8.4克。 粗产品未进一步纯化直接投下一步 反应。
HPLC纯度： 87%。
ESMS: m/z 1408 [M+l]+, 1406 [M-l]—。
实施例五： 曱基 0-(3, 4-二 -0-苄基 -2-脱氧 -6-0-横 S炱基 -2-横酰胺 基- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (2 , 3-二 -0-苄基- β -D-吡喃葡萄糖醛酸） -(1→4) -0- (2-脱氧 -3, 6-0-二横酸 基 -2-磺酰胺基- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (3-0-苄 基 -2-0-磺酸基- a -L-吡喃艾杜糖醛酸) - (1→ 4) -3-0-苄 基 -2-脱氧 -6-0-磺酸基 -2-磺酰胺基- a -D-吡喃葡萄糖 苷十钠盐 （ Π-1 ) 的制备
Figure imgf000020_0001
在氮气保护下， 将五糖 I -1化合物（ 8.8 g )溶解于吡啶（ 50 mL ) 和三乙胺（ 10 mL )的混合溶剂之中，加入三氧化硫吡啶络合物（ 10 g， 63 mmol ), 室温搅拌过夜， 直至反应完全， 加入碳酸氢钠饱和水溶液 淬灭反应， 减压浓缩除去溶剂得红褐色油状物，依次用离子交换柱和 sephadex LH-20柱层析纯化， 合并后减压浓缩除去溶剂， 干燥得泡 沫状固体 II -1化合物 8.2克。 其核磁共振氢谱如图 1所示， 核磁共 振异核单量子相关谱（HSQC)如图 2所示。
ESMS: m/z = 1055.5 [M-7Na+5H] 2—/2， 688.9 [M-9Na+6H] 3—/3。
'Η NMR (400 MHz, D20): (selected for anomeric H) δ 5.59 (d, J = 2.8 Hz, 1 H), 5.37 (s, 1 H) , 5.27 (d, 7 = 7.6 Hz, 1 H) , 4.93 (according to HSQC NMR), 4.72 (according to HSQC NMR). 实施例六： 曱基 0-(3, 4-二 -0-苄基 -2-脱氧 -6-0-横 S炱基 -2-横酰胺 基- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (2 , 3-二 -0-苄基- β -D-吡喃葡萄糖醛酸） -(1→4) -0- (2-脱氧 -3, 6-0-二横酸 基 -2-磺酰胺基- a -D-吡喃葡萄糖） - (1→ 4) -0- (3-0-苄 基 -2-0-磺酸基- a -L-吡喃艾杜糖醛酸) - (1→ 4) -3-0-苄 基 -2-脱氧 -6-0-磺酸基 -2-磺酰胺基- a -D-吡喃葡萄糖 苷十钠盐 （ Π-1 ) 的制备
Figure imgf000021_0001
在氮气保护下， 将五糖 I -1化合物 （ 3.0 g)溶解于 N, N-二曱 基曱酰胺（ 100 mL )之中， 加入三氧化硫三曱胺络合物（ 7.2 g ), 加 热至 50°C, 直至反应完全， 加入碳酸氢钠饱和水溶液淬灭反应， 减 压浓缩除去溶剂得红褐色油状物， 依次用离子交换柱和 sephadex LH-2G柱层析纯化， 合并含糖部分后减压浓缩除去溶剂， 干燥得泡沫 状固体 2.7 克， 将该泡沫状固体溶解于吡啶（50mL)和三乙胺（10 mL ) 的混合溶剂之中， 加入三氧化硫吡啶络合物（ 5. 1 g ), 室温搅拌 过夜， 直至反应完全， 加入碳酸氢钠饱和水溶液淬灭反应， 减压浓缩 除去溶剂得红褐色油状物， 依次用离子交换柱和 sephadex LH-20柱 层析纯化， 收集合格样品， 合并后减压浓缩除去溶剂， 干燥得泡沫状 固体 II -1化合物 2. 6 克。 实施例七： 曱基 0- (2-脱氧 -6-0-横 S 基 -2-横酰胺基- a -D-吡喃葡萄 糖） - (1→ 4) -0- ( β -D-吡喃葡萄糖醛酸） - (1→ 4) -0- (2-脱 氧 -3 , 6-0-二横 S史基 -2 -磺酰胺基- a -D -吡喃葡萄糖） - (1 → 4) -0- (2-0-横 S史基- a -L -吡喃艾杜糖醛酸） - (1→ 4) -2- 脱氧 -6-0-磺酸基 -2-磺酰胺基- a -D-吡喃葡萄糖苷十钠 盐 （VI-1 , 磺达肝癸钠） 的制备
Figure imgf000022_0001
Fondaparinux Sodium 将 8. 2克五糖 II -1化合物溶解于 150毫升曱醇和水的混合溶剂 中 （1 : 1, v/v ), 加入 3克 10%的钯碳， 在 70 ps i氢气压力条件下反 应， 直至反应完全。 过滤除去钯碳催化剂， 减压浓缩除去溶剂， 依次 用阴离子交换柱和 Sephadex G25纯化得到终产物 6.4 克。 其核磁共 振氢谱如图 3所示。
ESMS: m/z = 1727.7 [M+l]+, 1749.7 [M+Na]+。
'Η NMR (400 MHz, D20): (selected for anomeric H) δ 5.61 (d, J = 3.2 Hz, 1 H), 5.51 (d, J = 2.4 Hz, 1 H) , 5.19 (d, J = 2.4 Hz, 1 H), 5.02 (d, 7 = 3.2 Hz, 1 H) , 4.62 (d, 7 = 7.6 Hz, 1 H)。

Claims

权利要求书
1. 一种具有如下结构式的式 I化合物， 可作为制备肝素五糖的中间 体：
Figure imgf000024_0001
I
其中， 单糖单元的构型以及各单糖之间连接键的立体化学为 D- 葡萄糖 - a -l， 4-D-葡萄糖醛酸- β -1, 4-D-葡萄糖 - α -1， 4-L-艾杜糖 醛酸 - a -l，4-D-葡萄糖， 各取代基的定义如下：
R代表 - 烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是 支链或环状烷基；
R4代表苄基或取代苄基， 同一分子式中的 R4可以代表相同的基团， 也 可以代表不同的基团；
R5代表氢离子、 碱金属离子。
2. 根据权利要求 1所述的化合物， 其特征在于， R选自曱基、 乙基、 丙基、 异丙基、 丁基、 异丁基、 叔丁基、 戊基、 苄基或环己基。
3. 根据权利要求 1所述的化合物， 其特征在于， R选自曱基； R4选自 苄基或取代苄基； R5选自氢离子或钠离子。
4. 一种具有如下结构所示的式 I I化合物，可作为制备肝素五糖的中 间体：
Figure imgf000025_0001
其中， 单糖单元的构型以及各单糖之间连接键的立体化学为 D- 葡萄糖 - α -1， 4-D-葡萄糖醛酸- β -1, 4-D-葡萄糖 - α -1， 4-L-艾杜糖 醛酸 - a -l，4-D-葡萄糖， 各取代基的定义如下：
R代表 C「C2。烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是 支链或环状烷基；
R4代表苄基或取代苄基， 同一分子式中的 R4可以代表相同的基团， 也 可以代表不同的基团。
5. 根据权利要求 4所述的化合物， 其特征在于， R选自曱基、 乙基、 丙基、 异丙基、 丁基、 异丁基、 叔丁基、 戊基、 苄基或环己基。
6. 根据权利要求 4所述的化合物， 其特征在于， R选自曱基； R4选自 苄基或取代苄基。
7. 一种制备如权利要求 1所述式 I化合物的方法， 其特征在于， 其 包括以下几个步骤：
a) . 先用氢氧化钠处理如下式 III所示的全保护五糖化合物,
Figure imgf000025_0002
使得式 III化合物进行酯水解反应 ,得到如下所示的 R5为钠离子的式 IV 化合物， 或者水解后再经过酸中和而得到的 R5为氢离子的式 IV化合 物，
Figure imgf000026_0001
其中， R代表 - 。烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是支链或环状烷基； ^代表 - 。烷基、 取代烷基、 氢离子、 钠离子， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是支链或环状烷基， 同一 分子式中的 ^可以代表相同的基团， 也可以代表不同的基团； R2代表 直链或支链脂肪族酰基， 芳香基酰基， 同一分子式中的 R2可以代表相 同的基团， 也可以代表不同的基团； R3代表叠氮基； R4代表苄基或取 代苄基， 同一分子式中的 R4可以代表相同的基团，也可以代表不同的 基团； R5选自氢离子、 钠离子；
b) . 然后用还原剂处理式 IV化合物， 即将 R3基团还原成氨基，得到式 I化合物。
8. 根据权利要求 7所述的方法， 其特征在于， 式 III化合物中的 R2选 自乙酰基、 4-氧代戊酰基、 苯曱酰基； 其中所述的酸优选盐酸。
9. 根据权利要求 7所述的方法， 其中所述的式 IV化合物可以分离纯 化后进行还原反应；或直接将反应得到的式 IV化合物不经分离纯化一 锅法进行还原反应。
10. 一种制备如权利要求 1所述的式 I化合物的方法， 其特征在于, 其包括以下步骤：
a) . 先用还原剂处理式 III全保护五糖化合物，
Figure imgf000027_0001
即将 R3基团还原成氨基得到如下所示的式 V化合物 ,
Figure imgf000027_0002
其中， R代表 d-C2。烷基或取代烷基， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是支链或环状烷基； ^代表 - 。烷基、 取代烷基、 氢离子、 钠离子， 其中烷基可以是直链烷基， 也可以是支链或环状烷基， 同一 分子式中的 ^可以代表相同的基团， 也可以代表不同的基团； R2代 表直链或支链脂肪族酰基，芳香基酰基， 同一分子式中的 R2可以代表 相同的基团， 也可以代表不同的基团； R4代表苄基或取代苄基， 同一 分子式中的 R4可以代表相同的基团， 也可以代表不同的基团； b) . 然后用氢氧化钠处理式 V化合物， 使得式 V化合物进行酯水解， 得到 R5为钠离子的式 I化合物， 或者水解后再经过酸中和而得到的 R5为氢离子的式 I化合物。
11.根据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 式 V化合物中的 R2 选自乙酰基、 4-氧代戊酰基、 苯曱酰基； 其中所述的酸优选盐酸。
12.根据权利要求 7-11中任意一项所述的方法， 其特征在于，还原剂 选自三曱基膦、 三乙基膦、 三丁基膦、 三苯基膦或硫化氢。
13.一种制备如权利要求 4所述的式 I I化合物的方法， 其特征在于， 用硫酸化试剂处理权利要求 1所述的式 I化合物，然后粗产物经过钠 离子交换树脂处理， 得到式 I I化合物； 其中所述硫酸化反应为一步 进行或者分步进行。
14.如权利要求 13所述的方法，其特征在于所述硫酸化试剂选自三氧 化硫吡啶络合物、 三氧化硫三曱胺络合物、三氧化硫三乙胺络合物或 三氧化 气体。
15.一种制备如下所示的肝素五糖式 VI化合物的方法， 其特征在于用 氢氧化钯或钯碳催化剂在氢气条件下处理权利要求 4所述的式 I I化 合物，使得式 Π化合物脱除所有 R4基团，得到肝素五糖式 VI化合物，
Figure imgf000028_0001
16.权利要求 1所述的式 I化合物在制备肝素五糖中的应用。
17.权利要求 4所述的式 Π化合物在制备肝素五糖中的应用。
18.权利要求 16或 17中所述的应用， 其特征在于， 所述肝素五糖为 礒达肝癸钠。
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