专利名称：N－(1－去氧葡萄糖醇－1－基)－氨基酸及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸及可以药用的盐类，合成方法以及N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸及可以药用的盐类作为口服排重金属剂的用途，进一步涉及含N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸及可以药用的盐类的组合物作为口服排重金属剂的用途。
背景技术：
长期以来铅严重地污染着人类的生活环境。铅能够在人体内积聚，引起铅中毒。铅中毒的过程缓慢，毒性隐蔽，不易觉察。虽然人体内的铅主要来自食物，但也可经铅烟和铅尘通过呼吸道进入人体。除有机铅(如四乙基铅)外，铅及含铅的化合物一般不能通过完整的皮肤进入人体。世界卫生组织报道，每天约有400μg铅经食物进入人体，约有10μg铅经水进入人体，约有26μg铅经城市空气进入人。随着人体内蓄积量的增加，机体出现毒性反应。
铅是一种累积性毒性物质，很容易被胃肠道吸收。进入人体内的铅一部分破坏血液使血红球分解，一部分通过血液扩散到全身器官和组织，并进入骨骼。沉积在内脏器官及骨髓中的铅化合物由体内排除的速度极慢，逐渐形成慢性中毒。慢性铅中毒的早期症状是疲倦、食欲不振、体重减轻等。一旦慢性中毒再发展，便可出现头疼、耳鸣、视力障碍、流产、贫血、精神错乱、早死等。
铅污染以大气铅污染最为严重。大气铅污染对环境中其它铅污染途经产生基础性作用。铅污染物的比重远远大于空气的比重。漂浮在大气中的铅污染物处在不断下降的过程中。大气中铅的沉降又会造成地面铅污染、水域铅污染以及食物铅污染。使用含铅盐农药(如砷酸铅)可造成蔬菜、瓜果、土壤以及水源污染。含铅的工具、管道、涂料包被的容器等与酸性食品接触时，铅可溶出。蓄电池和含铅涂料等可造成铅对环境的污染。
我国食品卫生标准中规定酱、酱油、食醋、味精、食盐、全脂奶粉、酒、冷饮等食品的含铅量不得超过1mg/kg，罐头食品不得超过2mg/kg。世界卫生组织建议暂订成人每周容许铅摄入量为3mg。正常人的血铅一般为15-40μg/100g。血铅在40μg/100g以下属于正常情况。
近年来国外调查结果表明，血铅0.242-0.726μmol/L对胎儿、幼儿和成人健康有危险(Silbergeld EK.Environ，Health Perspect，1990，89，49.)。15年前美国卫生部估算美国有300-400万儿童由于血铅超过0.72μmol/L使健康受到危害(Us Department of Health and HumanServices.The Nature and Extent of lend Poisoning in Children in theUnited States，1988，2，1.)。1991年美国CDC提出要预防儿童铅中毒，必须设法把血铅从1.25μmol/L降至0.48μmol/L。1993年加拿大Rhainds等报道新生儿胎带血铅达到或超过0.48μmol/L已能影响子代神经行为发育(黄幸纾，《卫生研究》，1995，24，9-10)。由是，铅的毒性问题已重新引起世界各国的关注。寻找高效、低毒具有治疗及预防作用的排铅药物至今仍是医药界关注的热点之一。
人每日从食物和水中摄入铅的量约为300μg，按消化道吸收10％计算，进入人体内的量为30μg；大气中含铅量为2-5μg，每日呼吸10m3空气，从肺部吸入量，按50％吸收计算，约10-25μg。两者合加起来，每日共摄入铅的量大约是40-50μg。铅通过胃肠道和呼吸道进入人体后，先进入血液。进入血液的铅大多经肾脏、消化道随尿粪排出。另一部分在血液中以磷酸氢铅、甘油磷酸铅化合物、蛋白质铅化合物或Pb2+态循环至全身。其中有91-95％的铅以不溶性磷酸三铅形式存在于骨骼中，生物半衰期可长达103-104天。有少量铅储存在肝、脾、脑等器官和细胞内，半衰期约为10-40天。因此，骨骼构成了人体铅的贮存池，而血液和软组织构成了人体铅的交换池。人体在长期不断地摄入铅后，贮存池和交换池中的铅保持动态平衡。在正常情况下，接触一定量的铅之后，当进入量和排出量接近相等时并不产生危害；若进入量大于排出量，则铅吸收的量增多，相应尿铅排出量也增高，但无任何中毒症状出现，此种情况称为铅吸收；若吸收量过多，血液和软组织中铅的浓度增高到一定程度，铅便与敏感因素分子(调钙蛋白、δALAD、染色质结合位点)结合产生毒副作用。铅对血液系统的毒副作用主要表现在抑制血红蛋白的合成和缩短血液循环中的红细胞寿命两个方面。这些影响最终导致贫血铅中毒可抑制抗氧化酶系统，削弱机体清除氧自由基的能力，使体内自由基积聚。铅中毒可导致体内积聚的·OH，是脂质过氧化作用的主要引发剂。接触铅的工人的红细胞中脂质过氧化物的含量显著升高，血铅浓度与红细胞膜脂质过氧化物浓度呈正相关(B M Speriewald，A RasCu，K H Schaller，OccpEnviron Med 1999，56，282-283；Zhaolong Gong and Hugh L.Evans.Toxicology and Applied Pharmacology，1997，144，205-214；Adler AJ.Lead can effect the metabalish of oxygen freeradicals-in hibitsuperoxide dismutase activity.Trace Elem Med，1993，10，93-96；苏雅，张玉敏，崔金山。铅对大鼠红细胞与SOD的影响。卫生毒理学杂志，1994，850；Stohs S J.Bagchi D.Oxidative mechanisms in the toxicity ofmetal ion.Free Radical Bio Ind Med，1995，18321-336)。氧自由基不但通过生物膜中多不饱和脂肪酸的过氧化引起细胞损伤，而且还能通过脂氢过氧化物的分解产物引起细胞损伤。铅中毒能影响人体免疫功能。铅主要通过对CD3细胞(代表总T淋巴细胞)和CD4细胞的损害影响人体免疫功能。人体细胞免疫的损害程度与铅吸收的程度有关。铅对中枢神经系统和外周神经系统都有影响。一般认为铅对神经系统的毒性作用与自由基的存在有着密切关系(Stohs S J.Bagchi D.Oxidativemechanisms in the toxicity of metal ion.Free Radical Bio IndMed，1995，18，321-336；Stocks J，Dorm andy Tl.The autoxidation ofhuman red cell lipids induced by hydrogen peroxide.Br J Haematoll，1971，2095-111；Deuticke B，Heller RB，Haest CW.Progressiveoxidative membrane damage in erythrocytes after pulse treatment witht-butyllhydroperoxide.Biochem Biophys Acta，1987，899，113-124；陆新华，沈国芳，金惜雯。铅作业工人自由基改变的分析和探讨，放射免疫杂志，1997，10，242-243；景浩，刘世杰，铅中毒贫血机制的研究进展，中华内科杂志，1993，32，840-841；Jain SK.Inexternalizationof phosphatidyl-serine and phosphatidyl-ethanolamine in the membranebilayer and hypercoagulability by the lipid peroxidation of erythrocytes inrats.J Clin Invest，1985，76-281；陆巍。铅的神经毒作用机制，国外医学卫生学分册，1995，22，341-343)。铅对遗传物质的损伤表现为致裂作用，自由基可能是该致裂效应的重要媒介。人群监测表明血铅浓度与外周血细胞染色体损伤有明显关系。有实验证实当血铅在250μg/L水平时，染色体有受损的危险；血铅值达350～910μg/L时，可引起铅接触者外周血淋巴细胞姐妹染色单体互换率明显增高[17]，类型多为染色单体裂隙、断裂及出现断片。对大量职业铅接触者外周血淋巴细胞微核形态分析表明平均微核率及其中大微核、多微核的检出率，均远远高出苯的职业接触者及对照组工人，说明铅对人体染色体的致裂作用非常明显(王桂芝，刘双年，侯玉春等，铅对大鼠脑细胞脂质过氧化及超氧化物歧化酶活性的影响，卫生毒理学杂志，1995，9，175；WHO.Environmental Health Criteria 3.LeadGenevaWHO，1997，12)DNA在自由基的作用下，可造成多种形式的损伤，如单链的断裂、蛋白的内交联，DNA-蛋质交联等。许多实验表明自由基具有一定的致突性(甄秋婵，郑清兰，庄碧嘉等，外周血淋巴细胞微核形态与铅、苯的遗传效应关系，中华劳动卫生职业病杂志，1990，8，284-285.)。
人类从二十世纪四十年代开始采用螯合剂治疗金属中毒。传统的驱铅药物有EDTA、依地酸钙(CaEDTA)、二乙基胺戊乙酸(DTPA)、钙促排灵(CaDTPA)、乙二胺四乙酸钠钙(EDTACa-Na)。以EDTACa-Na为代表的传统驱铅药物能与Pb2+螯合，通过肾小球滤过，由尿排出。几十年来被许多国家作为治疗铅中毒的首选药。国内动物试验已经证明，EDTACa-Na可引起肾小管坏死，临床上也有注射CaEDTA-4g/d致死的报告。以EDTACa-Na为代表的传统驱铅药物消化道吸收慢，与金属络合的选择性差，与体内的微量元素又可形成稳定的螯合物，排铅的同时也排出大量人体不可缺少的微量元素(锌、铜、锰、铁等)。以EDTACa-Na为代表的传统驱铅药物不能穿过细胞膜进入细胞内夺取与靶细胞结合的铅，临床应用受到限制。含巯基的驱铅药物可与进入体内的金属结合形成稳定络合物，可夺取已经和体内巯基酶结合的金属将其排出体外，可恢复活性体内被抑制的巯基酶活性，从而达到解毒的目的。常用的含巯基的驱铅药物有D，L-巯基丁二酸(MSA)、meso-2，3-二巯基丁二酸(DMSA)、D，L-2，3-二巯基丙磺酸(DMPS)、二巯基丁二酸钠(NaDMS)、青霉胺(DPA)及N-乙酰青霉胺(NAPA)。二巯基丁二酸钠是我国创用的治疗铅中毒的首选药。二巯基丁二酸钠对肾脏无毒，用药期间微量金属的尿排出量增加不多，对一般慢性铅中毒与急性发作的铅绞痛的疗效与CaEDTA相等，是临床上铅中毒的首选药物。二巯基丁二酸钠不能透过细胞膜发挥排铅作用，在某种程度上可加剧肌体对铅的吸收。DMSA可口服，吸收较慢，见效慢，有恶心呕吐的急性铅绞痛患者难以应用。此外，不少食物和饮料中的微量铅可与口服进入消化道的DMSA络合成易于吸收的水溶性铅络合物，使消化道中的铅转移到血液中。减少粪铅的自然排泄而增加尿铅的排出。DMSA不适用于由消化道吸收而引起的铅中毒。青霉胺及N-乙酰青霉胺有驱铅作用，可以口服，易引起过敏反应，在排铅同时也排出大量锌、铜等人体必需的矿物质。需要指出的是，无论含巯基的药物还是氨基羧酸型药物尚无一种药物能有效驱除脑铅(J.H.Gra Ziano，J.k Leong The Journal ofPharmacology and Experimental Thera Peuties Vol 206，3，696-700；OleAndersen，Chem.Rev，1999，99，2683-2710；Landrigan PJ.Lead in themodern work place.Am J Public Health，1990，80，907-908；ANGLE，C.RChildhood lead poisoning and its treatment.Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.1993，32，409-434)。维生素B1是辅羟化酶的组成部分，可增强酶的活性，影响铅在体内的代谢。尽可能供给维生素B1有助于消除铅并使受抑制的酶活性复活。国外也曾有学者用小牛做试验报告，证明人维生素B1可防止铅中毒出现，同时可防止铅在所有组织，尤其是肝、大脑和坐骨神经里的沉积。此外，维生素C也能减轻体内铅蓄积。预防性投以维生素C不但能有效降低血铅水平，还能显著改善铅暴露所致的学习能力损害。
二乙基二硫代氨基甲酸(DDC)、四乙基氨基硫羰基(TTD)等二硫代羧酸盐类化合物是80年代发展起来的一类新型促排剂，对Cd的驱排效果较好，对铅有一定的作用，能与铅形成高度不溶的化合物经肠道排出。不过，DDC能与铅形成脂溶性结构，造成用药后铅的再分布。
近年发现，某些蛋白可与金属形成蛋白-金属复合物而有解毒或预防毒性的作用。金属硫蛋白富含半胱氨酸，有巯基，可与铅结合形成铅蛋白复合物的核包涵体，从而降低铅的毒性，加速铅排出体外。不同浓度的金属硫蛋白饮品均可加速铅在体内的排泄，降低组织及骨内铅浓度。
铅中毒对机体的损害具有亚临床性，早在出现临床症状以前已经存在。为从根本上解决这种亚临床性铅中毒，要求新一代排铅药物应具有治疗和预防双重作用。发明人注意到，将内源性糖和氨基酸结合，利用糖的多羟基特性携带络合基团进入细胞，与敏感分子竞争铅，可达到排毒作用。
发明内容
本发明的一个目的是提供N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸新型化合物。本发明的N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸的化学结构如以下通式所示 在通式中R为氢，取代或非取代烷基，尤其C1-C10烷基(如羟烷基)，取代或非取代芳烷基，取代或非取代杂环基团，烷基硫醇基团，硫醚基团，酰胺基团，酸基，胺基等。
在优选的实施方案中，本发明提供了通式I的N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸 R＝H，-CH3，-CH2OH，-CH(OH)CH3，-CH2SH，-CH2CH2SCH3，-CH(CH3)2，-CH2CH(CH3)2，-CH2COOH，吲哚亚甲基，-CH2CH(CH3)2，-CH2(CH3)CH2CH3，-CH2(C6H5)，对羟基苯亚甲基，-CH2C(O)NH2，-CH2CH2C(O)NH2，-CH2CH2COOH，-CH2CH2CH2CH2NH2，-CH2CH2CH2NHC(＝NH)NH2等。
本发明的另一个目的是提供上述化合物的制备方法，包括将葡萄糖和L-氨基酸与碱在升温下(例如45-120℃，优选50-80℃)反应，再用还原剂还原，再进一步与酸反应。
L-氨基酸例如包括甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-半胱氨酸、L-甲硫氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸，L-亮氨酸，L-亮氨酸，L-异亮氨酸，L-苯丙氨酸，L-谷氨酸，L-天冬酰胺，L-谷氨酰胺，L-精氨酸等，或这些L-氨基酸的衍生物。
在以下所述的实施例中，按照图1的路线，将葡萄糖和L-氨基酸(甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-半胱氨酸、L-甲硫氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸等)经与碱反应，与还原剂反应，再进一步与酸反应。合成路线中的第一步是生成亚胺。这步反应是脱水，反应中生成等当量的水和亚胺。这是一个平衡反应，产物亚胺不稳定，很容易发生逆反应分解回成原料。反应物都是水溶性的化合物，难溶于有机溶剂，反应不得不在水中进行反应这使得该反应常常进行得不完全，造成反应产率不高。由于生成的亚胺不稳定，所以产物亚胺不经分离纯化直接进行下一步还原反应。
适合的还原剂包括本领域常用的还原剂，例如NaBH4，KBH4，抗坏血酸，硫醇等。因为成本的原因KBH4是比较优选的。
适合的酸包括盐酸，硫酸等。
由于产物N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸的极性很大，不能采用常规柱层析的方法分离终产物，本发明采用强酸性阳离子交换树脂作为分离手段，将N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸从反应混合物中与未反应的氨基酸分离，重结晶纯化。
本发明的另一个目的是提供上述化合物的用途。本发明对通式的化合物进行了动物实验。结果表明，本发明的化合物经口服给药本发明的有的化合物可明显减低蓄积于小鼠多种脏器及骨骼中的铅含量。尤其是R＝CH2CH2SCH3的本发明的化合物可明显减低蓄积于小鼠脑中的铅含量。在治疗期间动物的血液、粪便以及尿中的铅含量明显增高。因而，本发明的有的化合物具有明确的铅促排能力。
与空白对照组比较，本发明的化合物对小鼠肾脏中的铁、铜、锌、锰和钙的含量无明显影响，因而本发明的化合物可选择性的驱排肾中铅。
昆明种小鼠经口服一次给予本发明的化合物剂量高达3.2g/Kg体重，动物无一死亡。因而，本发明的化合物为低毒性化合物。在促镉驱排实验中，本发明的化合物显示了同样明显的治疗作用。
本发明的化合物的结构特点是分子中含有D-葡萄糖糖基以及各种α-氨基酸残基。与现有的重金属促排药物相比，它们可以口服，促重金属排泄能力强，选择性高和毒性低。
本发明的化合物可用于制备口服促排重金属药物、保健品和保健食品，所述药物、保健品和功能食品含有有效量的本发明的化合物，它们还可以含有本领域常用的赋型剂和添加剂，如硬脂酸镁，纤维素，乳糖，香味剂，甜味剂等。可以按常规方法将本发明的化合物制成适宜的口服剂型。在制备食品的情况下，本发明的化合物可以直接混入到食品中，例如以基于食品重量的0.001-1wt％的量。本发明化合物的推荐口服剂量为5-100mg/kg体重/日。本发明的化合物进一步可用于制备口服排铅的药物、保健品和保健食品，以及用于制备促排镉、汞、铅、锑和砷的药物、保健品和保健食品。
图1是N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸的合成路线图，在a-j中R分别为H，CH3-，-CH2OH，-CH2SH，-CH2CH2SCH3，-CH(CH3)2，-CH2CH(CH3)C2H5，-CH2COOH，吲哚基甲基。
图2是原子吸收分光光度计测量样品时仪器的一标准曲线。
图3是原子吸收分光光度计测量样品时仪器的另一标准曲线。
实施例下面通过实施例对本发明作进一步说明。应当指出，这些实施例仅仅是本发明的例证，不应理解为对本发明的限制。
实施例1.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-天冬氨酸(5a)的合成将氢氧化钠固体0.40克(10mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入天冬氨酸1.33g(10mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖1.80g(10mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气，在50℃-60℃反应5h，溶液颜色变成棕黄色，停止加热。待温度恢复至室温后，将反应物转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾1.62g(30mmol)，反应120h，得到黄色粘稠液体。将反应体系置于冰浴下，滴加浓盐酸，调节溶液pH2-2.5，有白色固体析出。抽滤除去白色固体，滤液减压浓缩除去部分水后，再加入无水乙醇，静置后抽滤除去析出的白色固体，滤液减压浓缩。反复重复上述操作，尽量除去析出的白色固体。将此滤液直接上强酸性阳离子交换树脂柱，先用蒸馏水洗脱，除去未反应的糖组分，再用3％-5％的N-甲基吗啉水溶液洗脱，收集产物组分，除去产物组分中的水，残留物重结晶(水-乙醇)，得到白色固体257mg(9％)。Mp171.3-172.6℃；[α]D25°-9.71°(C，2.06，H2O)。
Rf＝0.06(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。IR(cm-1)3569.01，3366.11，3233.11，2894.35，2367.61，1730.45，1617.20，1559.58，1397.39，1175.88，1087.37，826.83，676.25，610.82.1H NMR(500MHZ，D2O)3.37(dd，J＝3.5Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.28(dd，J＝9Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.15(m，H2)，3.86(dd，J＝3Hz，J＝5Hz，H3)，3.81(dd，J＝3Hz，J＝12Hz，1H，H4)，3.75(m，1H，H5)，3.65(m，2H，H6)，4.03(dd，J＝5Hz，J＝7Hz，1H，H2’)，3.08(dd，J＝5Hz，J＝18Hz，1H，H3a’)，3.01(dd，J＝7Hz，J＝18Hz，1H，H3b’)FAB/MS298[M+1]-实施例2.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-甘氨酸(5b)的合成将氢氧化钠固体1.20克(30mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入甘氨酸2.25g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50-60℃反应5hr，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾4.86g(90mmol)，反应5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体1.148g(16％)。Rf＝0.2(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp181.9-182.4C；[α]D25°-17.22°(C，2.09，H2O)。IR(cm-1)3531.62，3241.56，2962.72，2897.23，2365.02，1627.40，1560.93，1402.14，1377.90，1060.91，1036.80，848.01，690.87，578.62；1H NMR(500MHZ，D2O)3.29(dd，J＝3.5Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.21(dd，J＝9.5Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.13(m，1H，H2)，3.83(m，1H，H3)，3.81(m，1H，H4)，3.76(m，1H，H5)，3.66(m，1H，2H，H6)；FAB/MS240[M+1]-。
实施例3.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-丝氨酸(5c)的合成将氢氧化钠固体1.20克(30mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入丝氨酸3.15g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50-60℃反应5h，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾4.86g(90mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体1.18g(14.7％)。Rf＝0.22(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp195.4-197.5℃；[α]D25°-11.94°(C，2.01，H2O)。IR(cm-1)3221.93，2941.06，2900.56，1620.90，1564.84，1424.11，1336.53，1093.19，1040.23，705.85；1H NMR(500 MHZ，D2O)3.36(dd，J＝3Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.25(dd，J＝10Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.16(m，1H，H2)，3.83(dd，J＝1Hz，J＝3Hz，1H，H3)，3.80(d，J＝3Hz，1H，H4)，3.76(m，1H，H5)，3.66(m，2H，H6)，3.85(t，J＝2.5Hz，1H，H2’)，4.06(dd，J＝3.5Hz，J＝12.5Hz，1H，H3’)，3.99(dd，J＝5Hz，J＝12.5Hz，1H，H4’)FAB/MS270[M+1]-。
实施例4.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-苏氨酸(5d)的合成将氢氧化钠固体1.20克(30mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入苏氨酸3.57g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50-60℃反应5h，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾4.86g(90mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体2.07g(24.4％)。Rf＝0.15(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp195.4-196.6℃；[α]D25°-28.57°(C，2.10，H2O)。IR(cm-1)3421.32，2975.37，2938.80，1612.18，1571.34，1415.43，1385.47，1083.60，1044.63，840.85，757.81，731.36；1HNMR(500MHZ，D2O)3.30(dd，J＝3Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.20(dd，J＝10Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.15(m，1H，H2)，3.82(m，1H，H3)，3.80(m，1H，H4)，3.75(m，1H，H5)，3.64(m，2H，H6)，3.51(d，1H，H2’)，4.09(m，1H，H3’)，1.34(d，J＝3Hz，1H，H4’)；FAB/MS284[M+1]-。
实施例5.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-半胱氨酸(5e)的合成将氢氧化钠固体2.40克(60mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入半胱氨酸盐酸盐4.72g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50-60℃反应5h，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾4.86g(90mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体865mg(10.2％)。Rf＝0.23(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp171-172.1℃；[α]D25°-8.74°(C，2.06，H2O)。IR(cm-1)3274.87，2974.89，2935.68，1606.84，1567.15，1417.26，1391.26，1082.30，1035.79，695.19，631.88；1H NMR(500MHZ，D2O)3.35(dd，J＝3Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.24(dd，J＝9.5Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.16(m，1H，H2)，3.86(dd，J＝3Hz，J＝4.5Hz，1H，H3)，3.81(dd，J＝3Hz，J＝12Hz，1H，H4)，3.76(m，1H，H5)，3.65(m，2H，H6)，3.97(t，J＝5Hz，1H，H2’)，3.15(dd，J＝18Hz，J＝5Hz，1H，H3’a)，3.08(dd，J＝18Hz，J＝5Hz，1H，H3’b)；FAB/MS285[M+1]-。
实施例6.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-甲硫氨酸(5f)的合成将氢氧化钠固体1.20克(30mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入甲硫氨酸4.47g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50至60℃，反应5hr，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾4.86g(90mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体1.992g(21.1％)。Rf＝0.43(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp197.5-198.9℃；[α]D25°-8.49°(C，2.12，H2O)。IR(cm-1)3464.30，3431.33，3291.33，3116.84，2929.67，2340.33，1601.42，1553.70，1433.36，1397.98，1089.19，849.19，691.75；1H NMR(500MHZ，D2O)3.28(dd，J＝3Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.19(dd，J＝10Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.12(m，1H，H2)，3.83(m，2H，H3& H4)，3.76(m，1H，H5)，3.65(d，J＝6Hz，1H，H6a)，3.63(dd，J＝1.5Hz，J＝4Hz，1H，H6b)，3.81(t，J＝3Hz，1H，H2’)，2.65(m，2H，H3’)，2.19(q，J＝7Hz，2H，H4’)，2.13(s，3H，H5’)；FAB314[M+1]-。
实施例7.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-亮氨酸(5g)的合成将氢氧化钠固体1.20克(30mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入亮氨酸3.93g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50-60℃反应5hr，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾4.86g(90mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体420mg(5％)。Rf＝0.62(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp207-208.3℃；[α]D25°-6.80°(C，2.06，H2O)。
IR(cm-1)3364.86，3096.59，2962.29，2923.81，1615.50，1431.86，1373.94，1294.41，1082.86，1043.85，761.35，676.95；1H NMR(500MHZ，D2O)3.26(dd，J＝3Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.14(dd，J＝10Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.01(m，1H，H2)，3.81(m，1H，H3)，3.80(m，1H，H4)，3.75(m，1H，H5)，3.63(m，2H，H6)，3.68(t，J＝6Hz，1H，H2’)，1.72(m，1H，H4’)，1.70(m，2H，H3’)，0.95(dd，J＝3Hz，J＝6Hz，6H，H5’)；FAB295[M+1]-。
实施例8.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-丙氨酸(5h)的合成将氢氧化钠固体0.40克(10mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入丙氨酸0.89g(10mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖1.80g(10mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50至60℃，反应5hr，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾2.72g(50mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体765mg(30％)。
Rf＝0.2(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp201.5-202.1℃；[α]D25°-14.00°(C，2.00，H2O)。IR(cm-1)3419.57，3273.45，2973.11，2905.13，1621.50，1586.88，1423.75，1399.86，1082.98，1037.97，704.19，667.77；FAB/MS254[M+1]-。
实施例9.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-缬氨酸(5i)的合成将氢氧化钠固体1.20克(30mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入缬氨酸3.51g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50至60℃，反应5hr，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾2.72g(50mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体331mg(4％)。
Rf＝0.51(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。Mp216-217℃；[α]D25°-3.96°(C，2.02，H2O)。
IR(cm-1)3338.55，3186.43，2971.56，2939.73，2362.06，1603.39，1551.31，1420.64，1317.92，1080.40，1034.74，825.20，694.80，617.32；1H NMR(500MHZ，D2O)3.27(dd，J＝3Hz，J＝13Hz，1H，H1a)，3.17(dd，J＝10Hz，J＝13Hz，1H，H1b)，4.13(m，1H，H2)，3.83(m，1H，H3)，3.82(m，H4)，3.74(m，H5)，3.64(m，2H，H6)，3.58(dd，J＝4.5Hz，J＝16Hz，1H，H2’)，2.26(m，1H，H3’)，1.05(dd，J＝7Hz，J＝16Hz，6H，H4’)；FAB/MS282[M+1]-。
实施例10.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-色氨酸(5j)的合成将氢氧化钠固体1.20克(30mmol)溶于3ml水中，室温搅拌，待溶液恢复至室温后，加入色氨酸6.12g(30mmol)，溶解之后，加入D-葡萄糖5.40g(30mmol)，室温搅拌，溶液透明澄清之后，向反应体系通入氩气保护，加热至50-60℃反应5h，溶液颜色变成棕黄色，将反应体系的温度恢复至室温并转移至广口瓶中，分批加入硼氢化钾4.86g(50mmol)，反应进行5昼夜，得到黄色粘稠液体。按照实施例1的后处理方法对反应产物进行后处理，得到白色固体1.335g(12.1％)。
Rf＝0.2(氯仿∶甲醇∶水＝1∶1∶0.2)。mp205.5-207.0℃；[α]D25°+13.00°(C，2.00，DMSO)。IR(cm-1)3407.12，3352.67，3094.81，2967.74，2916.26，1617.46，1399.95，1354.16，1080.33，1041.45，741.58，675.00，534.21；FAB/MS369[M+1]-。
实施例11.N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-氨基酸盐类的制备本发明化合物0.1mmol与等摩尔可以药用的碱例如氢氧化钠，氢氧化钾，碱性氨基酸例如精氨酸，赖氨酸，等摩尔可以药用的酸例如盐酸，柠檬酸，以及酸性氨基酸例如天冬氨酸，谷氨酸反应，制得相应的N-(1-去氧-D-1-葡萄糖醇基)-L-氨基酸盐类，收率95％以上。
实施例12.组合物的制备本发明化合物150mg，硬脂酸镁10mg，乳糖200mg，淀粉140mg按常规片剂制备工艺制成片剂。
实施例13.活性测定实验动物健康ICR雄性小鼠，体重18-25g。染毒方式用去离子水配成醋酸铅水溶液，浓度是Pb(CH3COO)2·3H2O8.2mg/kg。腹腔注射(20g需0.2ml)，连续注射7天，间隔48h之后，将实验动物随机分成10组，每组10只。给药方式所有动物在停止染毒48hr之后开始注射给药，阳性对照组和给药组均按0.4mmol/kg(溶于0.2ml去离子水中)腹腔注射，空白组腹腔注射0.9％生理盐水，所设组别如下Pb and 0.9％saline；Pb and DL-PA；Pb和5a；Pb和5b；Pb和5c；Pb和5d；Pb和5e；Pb和5f；Pb和5g；Pb和5h；；Pb和5i；Pb和5j；Pb和5k；。样本收集每日给药2hr之后，开始收集小鼠3-4hr之内尿液；给药第二天收集小鼠粪便作为前一天粪便样本。持续5天，每日1组小鼠的尿、粪分别作为一个样本。最后一次给药24hr之后，将小鼠脱颈处死，观察内脏变化，分离并取出肝、肾、左侧股骨及脑作为样本。样本处理所有生物样本均用HNO3∶HCLO4(3∶1)在电热板上硝化至有白色固体出现，用高纯水溶解并转移至容量瓶中定容，用Varian spectr AA·40原子吸收分光光度计测定(石墨炉法)铅的含量。数据处理由于每次使用原子吸收分光光度计测量样品时仪器的状态不一致，因而每次测量样品时都要配置标准曲线，这里列举出部分标准曲线，如表1和图2以及表2和图3所示，谨以示例。
表1
表2
将原子吸收分光光度计所测样本中铅的浓度进行数据处理，计算出每克样本中铅含量(尿为每0.5毫升样本中铅含量)，进行方差分析，并将给药组与空白组及阳性对照组比较如下
表1.小鼠组织中的铅含量(X±SE ug/g)
注n＝15；a)与生理盐水组比较，p＜0.05；b).与生理盐水组比较，p＜0.01；c).与生理盐水组比较，p＜0.001；d).与DL-PA组比较，p＜0.05；e)与DL-PA组比较，p＜0.01；f与DL-PA组比较，p＜0.001，(n＝10)。
给药治疗后，脑、骨、肾中铅的含量显著下降，化合物5h，5d，5e，5f和5g具有很好的排铅活性，与生理盐水组对照呈现显著性差异。与DL-PA组相比，化合物5f与5e一样显示出好的排铅活性。给药组的粪便和尿中的铅的含量明显要高于生理盐水组，与5e一样化合物5g和5a组的粪铅的含量比阳性对照组中的铅含量高，呈现显著性差异。所有目标化合物所对应组的尿铅含量显著性的高于阳性药所对应组的尿铅含量。说明该类化合物能够促进体内铅的排泄，有利与清除体内的铅，降低铅的毒副作用。
本发明的化合物对小鼠的组织和器官的排铅效果并不相同，而是显示出一定的选择性，与5e一样，化合物5g，5f，5h和5d不仅都有很好的驱排脑铅的效果，也显示出具有驱排肾铅的活性。与5e一样，化合物5g，5f，5h和5d具有很好的驱排骨铅的效果。在相同的组织器官中，目标化合物的作用也各不相同。这些结果均源自它们的结构有不同之处，不同的结构造成了不同的理化性质，因而产生了不同的生物学活性。下面讨论不同的组织器官的排铅结果。
骨是人体内铅的储存库，进入人体内的铅有90％以上是以磷酸盐的形式储存于骨中。它们会随着体内代谢过程的进行经血液进入肝、肾、脑等靶器官产生毒副作用。有效的降低骨铅的含量将有助于人体内铅的整体水平的降低。给药组中，与5e一样，5g，5f和5h对于骨铅具有一定的驱排作用。从总体上说，这三个化合物在目标化合物中属于脂溶性较大的化合物，它们的排铅活性要优于脂溶性小的化合物。5g与5i，5h与5b，5d与5c相比较，前者与后者的结构相似，只是前者的氨基酸侧链比后者的氨基酸侧链更长，使得本发明的化合物的脂溶性更强，这也增加了本发明的化合物穿透细胞膜的能力，使得本发明的化合物能够在细胞内竞争螯合胞内的铅，促进细胞内铅的排出。
铅对神经系统的损伤危害很大，尤其是对少年儿童的智力发育和神经行为危害很大。发展中国家由于工业污染和生活环境条件差，问题尤为突出。目前，这个问题已引起关注。目前，尚无药物可针对性地解决这个问题。通过药理学评价，发现本发明的化合物中有一些具有很好的驱排脑铅的效果。
与5e一样，化合物5h，5f，5b和5d都具有良好的驱排脑铅的药理活性。它们可使脑铅含量降低近50％。从总体看，化合物5h，5f，5b和5d比5a，5c和5i的脂溶大，它们驱排脑铅的效果好一些；后者的脂溶性较小，驱排脑铅的效果较差。5h与5g，5f与5e，5b与5a，5d与5c四组化合物相比较，前者的排铅活性大于后者，与它们的脂溶性呈正相关。脂溶性大的化合物较容易穿过血脑屏障，能够与脑中的铅螯合，促进脑铅排出。
铅可引起急性铅肾病和慢性铅肾病。两类铅肾病都会通过肾小管上皮细胞对近曲小管产生损伤，造成近曲小管功能异常。本发明对本发明的化合物的驱排肾铅活性进行了评价。与5e一样，化合物5h，5f，5b和5d具有一定的排铅活性。5h，5b和5d比5g，5a和5c显示出较好的排铅活性。这同样可归结与于它们相对大的脂溶性导致易于穿透细胞膜，与胞内的敏感分子竞争铅，促进细胞内铅的排出。
肝是人体的主要代谢器官，肝中铅的含量过高时，会对整个肌体的正常代谢产生损害。及时清除肝中的过量铅十分必要。在本发明的化合物中，5f，5b和5d对肝中过量铅有驱排活性。
对粪便和尿中的铅含量所进行的比较，可以看出本发明的化合物都使粪铅和尿铅的含量增加。说明本发明的化合物促进了铅从体内经消化道随粪便排出体外。本发明的化合物与铅螯合之后，螯合物分子中引入的多个羟基，羧基和氨基使得分子的极性增大，增加胆汁排泄率，经胆汁排泄进入十二指肠，最后随粪便排出体外。本发明的化合5h，5b，和5d比5g，5a和5c能够更好地促进铅通过消化道排泄。前者的脂溶性优于后者，腹腔注射后，易于进入组织器官细胞，随后吸收进入血循环，经肝脏，胆汁排泄，随粪便排出体外。
肾排泄既是体内药物排泄的主要途径，也是排除重金属的主要途径。对本发明的化合物的评价显示，本发明的化合物都明显增加尿铅的含量，促进了铅从泌尿系统的排出。本发明的化合物具有很大的极性，容易吸收进入血液，与血铅螯合形成高极性的螯合物，使得肾小管重吸收降低，促进了铅的排泄。
将给药小鼠的粪铅和尿铅的含量加以比较，可以看到粪铅的含量明显高于尿铅的含量，大约是其的15至20倍。可以论为本发明的化合物有效地排出体内蓄积的铅时，大部分铅通过胆汁排泄，小部分铅经过泌尿系统排泄。这种情况减少了肾的铅负荷，同时也减少了肾小管重吸收的几率，对于肾脏起到了很好的保护作用。
权利要求
1.通式I的N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸化合物 在通式中R为氢，取代或非取代烷基，尤其C1-C10烷基，取代或非取代芳烷基，取代或非取代杂环基团，烷基硫醇基团，硫醚基团，酰胺基团，酸基，胺基。
2.根据权利要求1的N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸化合物，其中R＝H，-CH3，-CH2OH，-CH(OH)CH3，-CH2SH，-CH2CH2SCH3，-CH(CH3)2，-CH2CH(CH3)2，-CH2COOH，吲哚亚甲基，-CH2CH(CH3)2，-CH2(CH3)CH2CH3，-CH2(C6H5)，对羟基苯亚甲基，-CH2C(O)NH2，-CH2CH2C(O)NH2，-CH2CH2COOH，-CH2CH2CH2CH2NH2，或-CH2CH2CH2NHC(＝NH)NH2。
3.制备权利要求1或2的N-(1-去氧葡萄糖醇-1-基)-氨基酸化合物的制备方法，包括将葡萄糖和L-氨基酸与碱在升温下反应，再用还原剂还原，再进一步与酸反应。
4.根据权利要求3的方法，其中L-氨基酸包括甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-半胱氨酸、L-甲硫氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸，L-亮氨酸，L-亮氨酸，L-异亮氨酸，L-苯丙氨酸，L-谷氨酸，L-天冬酰胺，L-谷氨酰胺和L-精氨酸，或这些L-氨基酸的衍生物。
5.根据权利要求3的方法，其中还原剂是NaBH4或KBH4。
6.权利要求1或2的化合物在制备排重金属药物中的用途。
7.权利要求1或2的化合物在制备驱铅药物中的用途。
8.权利要求1或2的化合物在制备促排镉、汞、铅、锑或砷或它们的任意结合物的药物中的用途。
9.含有有效量的权利要求1或2的化合物的排重金属药物组合物。
10.含有有效量的权利要求1或2的化合物的保健品或食品。
全文摘要
本发明涉及N－(1－去氧葡萄糖醇－1－基)－氨基酸及可以药用的盐类的合成；涉及N－(1－去氧葡萄糖醇－1－基)－氨基酸及可以药用的盐类作为口服排重金属剂的用途，进一步涉及含N－(1－去氧葡萄糖醇－1－基)－氨基酸及可以药用的盐类的组合物作为口服排重金属剂的用途。
文档编号A61K31/197GK1576269SQ0314618
公开日2005年2月9日 申请日期2003年7月28日 优先权日2003年7月28日
发明者彭师奇, 王超, 赵明, 侯宝光 申请人:广州白云山制药股份有限公司