专利名称：一种以催化氢化法还原酮糖制备l-核糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种以催化氢化法还原酮糖制备L-核糖的方法。
背景技术：
D-核糖的手性对映异构体L-核糖在自然界和生物体中并不存在，是较为昂贵的稀有糖类。L-核糖具有良好的抗肿瘤、抗病毒活性且对正常细胞的毒副作用很小。更重要的是，L-核糖是合成L-核苷和L-核酸的关键中间体。L-核苷是天然存在的D-核苷的对映体，有些L构型核苷衍生物具有较其D构型对映体更好的抗病毒活性[Beach，J. W.； Jeong, L. S. ；Alves, A. J. ；Pohl, D. ；Kim, H. 0. ；Chang, C. N. ；Doong, S. L. ；Schinazi, R. F.； Cheng, Y. C. ；Chu, C. K. , J. Org. Chem. , 1991, 57, 2217-2219. Kim, H. 0. ；Shanmuganathan, K. ；Alves, A. J. ；Jeong, L. S. ；Beach, J. W. ；Schinazi, R. F. ；Chang, C. N. ；Cheng, Y. C.； Chu, C. K.，Tetrahedron Lett.，1992，33，6899-6902]。这使得人们对 L-核苷的物理和生物特性产生了浓厚兴趣[Anderson, D. J. ；Reischer, R. J. ；Taylor, A. J. ；Wechter, W. J.， Nucleos. Nucleot. Nucl. , 1984, 3,499-512. Fujimori, S. ；Shudo, K. ；Hashimoto, Y. , J. Am. Chem. Soc. ,1990,112,7436-7438. Morvan, F. ；Genu, C. ；Rayner, B. ；Gosselin G., Imbach J. L.，Biochem. Biophys. Res. Commun.，1990，172，537-543.]。作为合成 L-核苷的关键中间体，L-核糖的需求量逐年增加，因而亟需发展适用于工业生产的制备方法。L-核糖通常以较廉价的糖为原料制备。在已见诸报道中的一些专利中，提出了将 L-阿拉伯糖[W0 0(V29417]、D-葡萄糖[W0 99/61648]、D-核糖[W0 98/39347]等转化为 L-核糖衍生物的一些方法。这些方法大致可以分为化学方法和生物转化两类。通过化学方法制备L-核糖的方法多以L-阿拉伯糖为起始原料，将L-阿拉伯糖衍生物C-2位羟基的构型翻转即可得到L-核糖构型的产物。文献上实现这一翻转的方法有两种。第一种方法为先将C-2位羟基转化为磺酸酯，然后通过亲核试剂的进攻实现构型翻转。这种方法的缺点是一般需要较高反应温度，而收率却较低，原子经济性差[Acton，Ε. Μ. ；Ryan, K. J. ；Goodman, L.，J. Am. Chem. Soc.，1964，86 (23)，5352-5354]。第二种涉及C-2位羟基的氧化和硼氢化钠或硼氢化锂存在下羰基的还原[Akagi，M. ；Omae, D. ；Tamura, Y. ；Ueda, T. ；Kumashiro, T.； Urata, H.，Chem. Pharm. Bull.，2002，50 (6)，866-868]。在上述通过氧化-还原步骤制备L-核糖的方法中，不论氧化试剂如何变化，还原试剂通常都是硼氢化钠或硼氢化锂，反应中通常都需要使用当量的还原试剂，且在后处理中将产生大量的盐。这对工业生产是不利的，因此，开发更清洁高效的合成方法具有重要意义。虽然加氢还原是一种更加清洁且处理方便的方法，但目前为止尚未在L-核糖的合成中有任何应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种催化氢化法还原酮糖制备L-核糖的方法。L-核糖的结构式如式I所示
权利要求
1. 一种制备式I所示L-核糖的方法，包括下述步骤1)使式III所示化合物在过渡金属催化剂和氢气存在下进行还原反应，得到式IV所示的化合物；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述过渡金属催化剂为钯催化剂、镍催化剂或钼催化剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述钯催化剂选自下述至少一种Pd/C、 Pd(OH)2, PdCl2和钯黑；所述镍催化剂为雷尼镍；所述钼催化剂为Pt02。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于所述还原反应中，所述过渡金属催化剂的加入量为所述式III所示化合物质量的5% -1000%，优选10% -50%。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于所述还原反应中，氢气压力为 10-100个标准大气压；所述还原反应的反应温度为20-50°C，反应时间为4-72小时；所述还原反应在溶剂中进行，所述溶剂包括水、含有1-5个碳原子的醇、四氢呋喃、二氧六环和乙酸乙酯。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于所述式III所示化合物按照包括下述步骤的方法制备得到a)L_阿拉伯糖在酸性、无水醇类溶剂中反应，得到L-阿拉伯糖的六元环状甲苷；然后在酸性催化剂的存在下，对所述L-阿拉伯糖的六元环状甲苷的 3，4_位羟基选择性保护，得到式II所示化合物；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于步骤a)所述的酸性条件由包括下述酸中的至少一种酸提供氯化氢、浓硫酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸和樟脑磺酸；所述醇类溶剂包括下述至少一种甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、苯甲醇和苄醇；所述酸性催化剂包括对甲苯磺酸和樟脑磺酸。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于所述式II、式III、IV所示化合物中R1I为丙叉基、环己叉基或苯叉基，R3为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、苯甲基或苄基。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于步骤2)中所述脱去R1A2和R3保护基团的方法为使式IV所示的化合物在酸性条件下进行反应。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述酸性条件由酸性离子交换树脂或浓度为l-3mol/L的盐酸提供。
全文摘要
本发明公开了一种以催化氢化法还原酮糖制备L-核糖的方法。该方法包括下述步骤1)使式III所示化合物在过渡金属催化剂和氢气存在下进行还原反应，得到式IV所示的化合物；其中，所述R1和R2为二羟基的保护基团，R3为异头碳糖苷保护基团；2)使式IV所示的化合物脱去R1、R2和R3保护基团，得到式I所示L-核糖。此法具有高立体选择性、更清洁、后处理方便等优点，是一条适于工业化生产的制备方法。
文档编号C07H3/02GK102276661SQ201110162129
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者俞初一, 李意羡, 胡祥国, 贾月梅 申请人:中国科学院化学研究所