专利名称：对硝基苯基α－L－鼠李糖苷的合成的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷的合成方法，属于医药中间体和生物诊断试剂制备领域。
背景技术：
对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷(为方便起见，后文用PNPRha表示)的合成很早就有研究。最典型的传统方法是使用三乙酰-L-鼠李糖溴苷在银盐或汞盐的催化下进行糖苷化反应，然后甲醇钠脱保护生成对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷的方法(Shintaro Kamiya，Sachiko Esaki，Masao Hama.Glycosides and Oligosaccharides in the L-RhamnoseSeries.Part III.Synthesis of Certain Substituted Phenylα-L-Rhamnosides.Agric.Biol.Chem.1967，31(4)397-401)，该方法在合成时产率极低，总产率远低于10％。并且上述方法使用的三乙酰-L-鼠李糖溴苷需要由四乙酰鼠李糖与氢溴酸作用溴代得到，而且要用到价格昂贵的重金属盐碳酸银、氯化汞等作为糖苷化的催化剂，所以其工序较长，工业化成本较高，且重金属容易产生环境污染等问题。
另一种常用方法直接使用四乙酰鼠李糖与对硝基苯酚在路易斯酸催化剂如BF3·Et2O、SnCl4等作用下进行糖苷化反应(Per J.Gareegg，Hans Hultberg，Tommy Iversen.Improved preparative methods forp-nitrophenyl-α-L-Rhamnopyranoside triacetate.Carbohydr.Res.，1978，62173-174)，该方法获得的三乙酰鼠李糖-α-对硝基苯苷经甲醇钠脱保护生成对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷。这种方法不仅缩短了反应路线，总产率还提高到了10％-20％，且部分避免了高毒重金属盐的使用，是当前PNPRha合成较为成熟的方法。但这一方法依然要用到一些毒性较高的物质，如吡啶，BF3·Et2O、SnCl4等，有必要探索一种较为绿色、经济的合成方法，这对于推进鼠李糖苷酶的研究，同时在糖苷合成的方法学上具有重大的价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应路线短、操作简便、产率高的对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷绿色合成方法。
为实现本发明的目的，本发明采取的是两步合成方法。
第一步，氯苷的合成在干燥条件下，将L-鼠李糖溶解在乙酰氯中，其中乙酰氯与鼠李糖的摩尔比为5.0～60.0，在20～75℃温度下反应5～24小时，生成三乙酰鼠李糖氯苷；第二步，糖苷化-脱酰化反应将第一步得到的三乙酰鼠李糖氯苷与对硝基苯酚、相转移催化剂溶解在有机溶剂中，搅拌下加入碱溶液，室温反应6～20小时，在发生相转移催化下的糖苷化反应同时发生脱乙酰化反应，得到对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷。
本发明中的糖苷化反应需要相转移催化，催化剂为溴化十六烷基三甲铵(CTAB)或四丁基溴化铵(TBABr)，以CTAB为首选。
本发明第一步反应中，乙酰氯与鼠李糖的摩尔比为5.0～60.0，且以5～15为佳。摩尔比太低，反应减慢，产率明显降低。摩尔比太高，反应副产物会增加，且加大生产成本。此外反应温度对反应结果影响很大。反应温度太低时，反应会进行得很慢甚至不能进行；温度太高时，反应副产物明显增加。反应温度20～75℃为宜，且以25～50℃为佳。
本发明第二步反应中，对硝基苯酚与鼠李糖的摩尔比为2.0～10.0，且以3.0～5.0为佳。摩尔比太低，反应减慢，产率明显降低。摩尔比太高，反应副产物会增加，且加大生产成本。
本发明第二步反应中，相转移催化剂与鼠李糖的摩尔比为0.1～0.5，且以0.2～0.4为佳。摩尔比太低，反应减慢，产率明显降低。摩尔比太高，加大生产成本，且后处理会因催化剂带来不便。
本发明第二步反应中，反应时间对反应结果影响很大。反应时间太短，原料转化不完全；反应时间太长时，反应副产物明显增加。反应时间以6～20小时为宜，且以8～12小时为佳。
本发明中的脱酰化反应使用的碱液可用NaOH水溶液，或者甲醇钠-甲醇溶液，且以10％NaOH水溶液为佳。碱液的加入可使用三种方法，即先加碱，再加溶剂；一次直接加入溶液；分批加入溶液。最后分多批加入效果较好。
本发明的化学反应方程式如下其中结构式I为L-鼠李糖；结构式II为三乙酰鼠李糖氯苷，结构式III为对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷，其中PTC为相转移催化剂。
发明显著效果氯苷-相转移催化方法是本发明的较大突破，与传统的合成方法相比，不仅缩短了反应路线，操作更为简便，总产率还提高到23％左右，并且反应所使用的试剂均价廉易得，有机溶剂和催化剂大大减少，生产成本明显降低。且反应工程中避免了高毒化学试剂，如吡啶，BF3·Et2O、SnCl4等重金属盐的使用，是一种较为绿色环保和经济高效的合成方法。
图1是三乙酰鼠李糖氯苷的1H-核磁谱图2是三乙酰鼠李糖氯苷的1H-核磁谱放大谱(δ4.0-5.6ppm)图3是对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷的1H-核磁谱图4是对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷的13C-核磁谱
具体实施例方式
实施例1(1)氯苷的合成在干燥反应瓶内加入1.00g鼠李糖(5.49mmol)和4.7ml乙酰氯(65.9mmol)，插上氮气球，快速搅拌，在室温15℃继续搅拌24小时左右。如必要，可先短时升温以引发反应。反应结束后，将反应液用CH2Cl2稀释后，以冷的5倍体积的饱和NaHCO3溶液洗涤，无水NaSO4干燥，旋干后过一短硅胶柱，洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝13∶1，得微黄色糖浆0.72g，产率42％。
对中间产物氯苷进行了1H-NMR表征，确认为目标产物，1H-NMR数据(500MHz，CDCl3)δ5.94(s，1H，H-1)，5.57(dd，1H，H-3)，5.39(m，1H，H-2)，5.14(m，1H，H-4)，4.18(m，1H，H-5)，2.16，2.08，2.00(3s，9H，3COCH3)，1.33(d，3H，H-6).
(2)糖苷化-脱酰化反应在反应瓶内加入251mg氯苷(0.81mmol)、282mg对硝基苯酚(2.03mmol)和89mg CTAB(0.24mmol)，然后加入5ml CH2Cl2，边快速搅拌边缓慢滴加10％NaOH水溶液0.78ml，搅拌2h后再在6h内分批将1.10ml的10％NaOH水溶液滴加入反应体系。点板跟踪反应进程，直至原料点基本消失。将体系直接过一短硅胶柱，洗脱剂为PE∶EA＝1∶3.5，得白色固体84.4mg，产率33.7％。产物可用无水甲醇重结晶得无色晶体72.5mg，产率29％。
对产物PNPRha进行了1H-NMR、13C-NMR和元素分析，确认为目标产物[11]。1H-NMR(CD3OD)δ8.22(2H，aromatic H)，7.25(2H，aromatic H)，5.60(d，1H，J1，2＝2Hz，H-1)，4.03(m，1H，H-2)，3.84(dd，1H，H-3)，3.56-3.36(m，2H，H-4，H-5)，1.22(d，3H，CH3)；13C-NMR(125MHz，CD3OD)δ150.83，141.85，124.75，115.62(aromatic C)，98.01(C-1)，71.62，70.15，69.75，69.34(C-2，C-3，C-4，C-5)，16.07(C-6).元素分析Anal.Calcd for C12H15NO7·CH3OHC，49.21；H，6.04；N，4.42.FoundC，49.27；H，5.82；N，4.82(3)对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷产品的酶学测试配制100ml α-pNP-rhamnoside(4mmol/L)的HOAc-NaOAc缓冲溶液，并将2mg α-rhamnosidase溶于10ml HOAc-NaOAc缓冲溶液。本实验在25℃进行酶促水解反应，分别测定pH为4.0，4.5，5.0时的酶活(各取0.5ml进行反应)。方法反应1-20分钟，每隔2分钟分别取0.5ml反应液，用水稀释25倍，从稀释液中取出0.5ml，然后加入2ml 1mol/L碳酸钠溶液，于400nm测定其O.D.值。本品与Sigma公司的标准样品进行对照，实验结果一致。证明本品的生物活性良好。
实施例2氯苷的合成在干燥反应瓶内加入1.00g鼠李糖(5.49mmol)和5.0ml乙酰氯(70mmol)，插上氮气球，快速搅拌，在室温25℃继续搅拌12小时左右，将反应液用CH2Cl2稀释后，以冷的5倍体积的饱和NaHCO3溶液洗涤，无水NaSO4干燥，旋干后过一短硅胶柱，洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝13∶1，得微黄色糖浆1.16g，产率67.8％，进一步用石油醚∶乙醚(1∶1)混合溶剂重结晶可获得无色晶体1.07g，产率62.6％。
其他同实施例1。
实施例3氯苷的合成在干燥反应瓶内加入1.00g鼠李糖(5.49mmol)和4.7ml乙酰氯(65.9mmol)，插上氮气球，快速搅拌，在75℃继续搅拌5小时左右，将反应液用CH2Cl2稀释后，以冷的5倍体积的饱和NaHCO3溶液洗涤，无水NaSO4干燥，旋干后过一短硅胶柱，洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝13∶1，得微黄色糖浆1.05g，产率61.5％。
其他同实施例1。
权利要求
1.一种对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第一步，氯苷的合成在干燥条件下，将鼠李糖溶解在乙酰氯中，其中乙酰氯与鼠李糖的摩尔比为5.0～60.0，在15～75℃温度下反应5～24小时，生成三乙酰鼠李糖氯苷；第二步，糖苷化-脱酰化反应将第一步得到的三乙酰鼠李糖氯苷与对硝基苯酚、相转移催化剂溶解在有机溶剂中，其中相转移催化剂为溴化十六烷基三甲铵(CTAB)或四丁基溴化铵(TBABr)，且对硝基苯酚与鼠李糖的摩尔比为2.0～10.0，相转移催化剂与鼠李糖的摩尔比为0.1～0.5，搅拌下加入碱溶液，室温反应6～20小时，在发生相转移催化下的糖苷化反应同时发生脱乙酰化反应，得到对硝基苯基-α-L-鼠李糖苷。
2.如权利要求1所述的对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第一步中，乙酰氯与鼠李糖的摩尔比为5～15。
3.如权利要求1所述的对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第一步中反应温度为25～50℃。
4.如权利要求1所述的对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第二步中糖苷化反应需要相转移催化剂为CTAB。
5.如权利要求1所述的对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第二步中对硝基苯酚与鼠李糖的摩尔比为3.0～5.0。
6.如权利要求1所述的对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第二步中相转移催化剂与鼠李糖的摩尔比为0.2～0.4。
7.如权利要求1所述的对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第二步中反应时间为8～12小时。
8.如权利要求1所述的对硝基苯基α-L-鼠李糖苷的合成方法，其特征在于第二步中脱酰化反应使用的碱液为10％的NaOH水溶液或者甲醇钠-甲醇溶液。
全文摘要
本发明涉及一种对硝基苯基－α－L－鼠李糖苷的合成方法，属于医药中间体和生物诊断试剂制备领域。首先进行氯苷的合成，然后再糖苷化－脱酰化反应提供了一种反应路线短、操作简便、产率高的对硝基苯基－α－L－鼠李糖苷绿色合成方法。与传统的合成方法相比，不仅缩短了反应路线，操作更为简便，总产率还提高到23％左右，并且反应所使用的试剂均价廉易得，有机溶剂和催化剂大大减少，生产成本明显降低。且反应工程中避免了高毒化学试剂是一种较为绿色环保和经济高效的合成方法。
文档编号C07H15/00GK101058593SQ200710041648
公开日2007年10月24日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者张剑波, 刘念平, 周永达, 戚浩强 申请人:华东师范大学