一种合成具有2,4－0－二取代葡萄糖基糖链的皂甙的方法

专利名称：一种合成具有2,4－0－二取代葡萄糖基糖链的皂甙的方法
技术领域：
本发明涉及一种皂甙的合成方法，具体地说是一种2，4-O-二取代葡萄糖基糖链的皂甙的合成方法，这类皂甙是具有生理活性的物质。
具有2，4-O-二取代葡萄糖基糖链的皂甙在植物中分布很广，是许多中草药的有效成份(Saponins．K．Hostetamnn，A．Marston，Cambridge University PsessCambridge，1995)如2，4-O-鼠李糖基取代的Dioscin可从重楼、穿龙薯蓣植物中分离得到，具有心血管、抗肿瘤和抗真菌的活性(K．Nakaro等，Chem．Pharm．Bull．37，116-118，1989；C．D．Hufford等，J．Nat．Prod．，51，94-98，1988，2-O-鼠李吡喃糖基4-O-阿拉伯呋喃糖取代的Polyphyllin D曾从重楼等植物中分离出来，具有心血管和抗肿瘤的活性(T．Namba等，Planta medica，55，501-506，1989；J．Zhou，Pure，Appl．Chem．，61，457-460，1989)，从西非植物Balanitin中分离得到的Balanitin 7具有抗肿瘤活性(G．B．Pettit等，J．Nat．Prod．，54，1491-1502，1991)。但是，植物中的皂甙分份往往以复杂的同系混合物存在，分离其中的某一成份非常困难，至今没有合成的方法来制备这些皂甙化合物。因此，发展化学合成的方法从易得的甙元和单糖出发简便地制备具有此类结构的皂甙是很有意义的。
本发明的目的是提供一种合成具有2，4-O-二取代葡萄糖基糖链的皂甙的方法。
本发明的方法是从易得的甙元和单糖出发，简便的合成2，4-O-的二取代葡萄糖基糖链的皂甙，该皂甙具有如下结构是 其中R1=薯蓣甙元基、提果甙元基、蕃麻甙元基等甙元基，R2=α-L-呋喃鼠李糖基，R3=α-L-吡喃鼠李糖基、α-L-呋喃阿拉伯糖基、葡萄糖基、木糖基3-木糖基-葡萄糖基等糖基。
本发明的方法可以用下述反应式表示 本发明的方法中，采用葡萄糖与甙元高效获得的产物2(Yu Biao等，Tetrahedron Letters，39，6511-6514，1998)为原料，在甙元葡萄糖苷3，6位一步同时上三甲基甲酰基(Piv)保护基得化合物3，化合物3与羟基被保护的不同取代基的α-L-呋喃鼠李糖反应获得化合物4或5-1，化合物4与羟基被保护的不同取代基的糖反应获化合物5，化合物5或5-1在碱性条件下脱保护基获得5或5-1。
本发明的方法可进一步描述如下化合物2与三甲基甲酰氯(PivCl)在极性溶剂中和-5-50℃时反应0．5-5h生成化合物3。其中化合物2与PivCl的摩尔比为1∶1-10，推荐比例为1∶2-5。
化合物3与羟基被保护的不同取代基的α-L-呋喃鼠李糖 6在促进剂和分子筛存在下和极性溶剂中，在-78-0℃反应0．5-2h，获得化合物4或5-1。其中化合物2和6及促进剂的摩尔比为1∶1-5∶0．2-2∶0-1，R4=乙酰基(Ac)或苯甲酰基(Bz)，R5=Cl3C C=NH、C2H5S或卤素，卤素可以是F、Cl、Br或I。
化合物4与R7OR5在促进剂和分子筛存在下和极性溶剂中，-10-10℃反应0．5-2h获得化合物5，化合物4、化合物7促进剂和分子筛的摩尔比为1∶1-5∶0．2-2∶0-1。所述的R7OR5是羟基被乙酰基或苯甲酰基等R4保护的，由Cl3C C=NH、C2H5S或卤素等R5取代的糖，R7= 其中卤素R4或R5同上所述。
在上述二步与糖直接反应中，所述的促进剂可以是BF3(C2H5)2O、三氟甲磺酸银(AgOTf)、碘代的丁二酰亚胺(NIS)或上述物质的混合物。该反应在无水条件下将有助于反应的进行，如反应物中加入少量的分子筛。提高反应速度和产率。这类反应还可以加入弱碱淬灭反应，通常可以加入NH3、(CH3)3N、(C2H5)3N等淬灭反应。
化合物5或5-1在强碱存在下和极性溶剂中，在20-60℃反应1-10h生成化合物1或1-1，所述的化合物5或5-1与碱的摩尔比为1∶1-5，所述的碱是一价金属的氢氧化物，所述的极性溶剂是一种或一种以上的水、甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈等极性溶解。产物5和5-1中R1、R2、R3如前所述。
化合物5中，当R3=R2时即为化合物5-1。换言之，化合物5-1可用二种方法合成，即先在2位然后在4位或者2，4位同时连接α-L-吡喃鼠李糖。
本发明的方法首次提供了一种具有生理活性的2，4-O-二取代葡萄糖基糖链的皂甙的方法，采用本发明的方法，不仅可方便地人工合成Polyphyllin DDalanitin等活性物质，还能开发许多新的同类化合物，而且原料易得、方法简便，与从天然植物中提取方法相比，具有工业化前景。
通过下述实施例将有助于理解本发明，但不能限制本发明的内容。
实施例1 3，6-二-O-三甲基甲酰基-β-D-葡萄糖基薯蓣皂甙的合成1mmol薯蓣皂甙基-β-D-吡喃葡萄糖和15ml吡啶或甲苯溶液中，在-5-25℃时滴加1-5mmol三甲基甲酰基氯，用薄层层析跟踪反应。反应1-4h后，用10ml醋酸乙酯稀释，依次用10-20ml 1NHCl、10ml饱和NaHCO3液洗涤。有机相经无水Na2SO4干燥后，闪柱层析分离，用石油醚和醋酸乙酯体积比为8∶1-2的溶液淋洗，最终获无色固体0．44g产物分析结果如下[α]18D 32．3°(C0．87 CHCl3)板层析Rf0．65(3∶1石油醚-醋酸乙酯)1HNMR(300MHz，CDCl3)δ5．35(d，1H，JJ2，H-6)，4．85(t，1H，J2，3，J3，4，9．06，H-3’)，4．44-4．36(m，3H，H-1’，H-16，H-6’a)，4．25(dd，1H，J5’6’b6．31，J6’ab’b11．81，H-6’b)，3．58-3．58-3．32(m，6H，H-26，H-3，H-5’，H-4’，H-2’)EIMS(m／z)744，392，282(基峰) ，139元素分析(C43H68O10·1／2H2O)计算值C68．50 H9．22实测值C68．60 H9．30实施例2 2-O-(2，3，4-三-苯甲酰基-α-L-鼠李糖基-3，6-二-O-三甲基甲酰基-β-D-吡喃葡萄糖基薯蓣皂甙的合成实施例1的产物 三氟甲磺酸银摩尔比为1∶2-5∶1-5时，在CH2Cl2或甲苯溶剂中和-20-0℃时反应1-2h，加入0．5ml三乙胺萃灭，过滤和浓缩，经硅胺柱层析(30∶1，甲苯醋酸乙酯)获白色固体产物，产率60．4％。产物分析结果如下[α]18D43．3°(C1．14，CHCl3)板层析，Rf0．41(10∶1甲苯-醋酸乙酯)1HNMR(300MHz，CDCl3)δ8．06-7．23(m，15H)，5．77(d，J2”3”J3”4”3．3Hz，H-3”)，5．67-5．60(m，2H，H-2”，H-4”)，5．44(brd，1H，H-6)，5．24(s，1H，H-1”)，1．16(t，J2’3’J3’4’9．23Hz，H-3’)，4．82-4．77(m，1H，H5”)，4．68(d，J1’2’7．7Hz，H-1’)，4．44-4．41(m，2H，H-16，H-4’)，4．28(dd，J5’6’a 6．6Hz，J6’ab’b 11．9Hz，H-6’a)，4．14-4．11(m，1H，H-6’b)，3．85(t，J1’2’7．95Hz，J2’3’8．99Hz，1H，H-2’)，3．67-3．59(m，2H， H-5’，H-3)，3．50-3．39(m，2H，H-26)ESIMS(m／z)1226，761，301((基峰))，149元素分析C70H90O17计算值C69．86 H7．54实测值C69．64 H7．84实施例3 4-O-(三-乙酰基-α-L-阿拉伯糖基)-2-O-(2，3，4，-三-O-苯甲酰基-α-L-鼠李糖基)-3，6-二-三甲基甲酰基-β-D-吡喃葡萄糖基薯蓣皂甙的合成实施例2的产物， 和促进剂BF3·Et2O的摩尔比为1∶2-6∶0．2-1．5时，在干燥的CH2Cl2溶剂中搅拌反应0．5-2h，过滤，浓缩。浓缩物用硅胶柱层析分离，采用5∶1的石油醚-醋酸乙酯为淋洗液，浓缩后得无色固体，产率86％，产物分析结果如下[α]14D 11．7°(C1．17，CHCl3)板层析，Rf0．56(2∶1石油醚-醋酸乙酯)1HNMR(300MHz，CDCl3)δ8．05-7．77(m，15H)，5．76(dd，J2’3’J3’43．2Hz，1H，H-3’)，5．63-5．60(m，2H，H-2”，H-4”)，5．03(s，1H，H-1”)，4．97(dd，J34，321．5Hz，1H，H-3)， 4．70-4．68(m，2H)，4．5(dd，J5’6’a 1．8Hz，J6’a6’b 11．9Hz，1H，H-6’a)，4．69-4．40(m，1H)，4．34-4．29(m，2H)，4．25-4．11(m，3H)，3．85-3．79(m，2H)ESIMS(m／z)1484，743，442(基峰)元素分析C81H104O24计算值C66．56 H7．17实测值C66．58 H7．23实施例4α-L-鼠李糖基-(1-2)-[(α-L-阿拉拍糖基)-(1-4)]-β-D-吡喃萄糖基薯蓣皂甙(Polyphllin D)的合成实施例3的产物，1价金属氢氧化物的摩尔比为1∶1-3时，在1-5ml在水、甲醇、四氢呋喃、乙腈的一种或一种以上的极性溶剂中和20-60℃反应4-15h，用Dowes-732(H+型)中和，过滤和浓缩。浓缩物用硅胶层析柱分离，采用5∶1的CH2Cl2·CH3OH溶液淋洗、浓缩后以89％的产率获得Polyphllin D。分析结果如下[α]21D 113．6°(C0．53，CH3OH)板层析，RfO．37(5∶1CH2Cl2∶CH3OH)1HNMR(300MHz，C5D5N)δ6．08(s，1H，H-1”)，5．72(s，1H，H-1)，5．09(d，1H，J4．67Hz，H-6)，4．76-4．65(m，4H，H-1’，H-2’，H-4’，H-2)，4．58(d，1H，J1．92，H-2)，4．40(dd，1H，H2”3”，J3”4”4．34，H-3”)，4．32(m，H-16)，4．18-3．92(m-9H)，3．68(m，1H，H-3)，3．55(m，1H，H-5”)，3．39-3．29(m，2H，H-26)，1．56(d，J-6．31，H-6”)，0．93(d，3H，J6．9)，0．84(s，3H)，0．62(s，3H)，0．48(d，3H，J4．95)．13C NMR(150MHz，C5H5D)，δ140．78，121．79，109．24，101．88，100．15，86．71，82．67，81．11，78．12，77．90，77．70，77．42，77．04，76．72，74．13，72．80，72．47，69，48，66．86，62．91，62．50，61．41，56．63，50．30，41．98，40．46，39．86，38．90，37．49，37．14，32．30，31．83，31．69，30．60，30．16，29．98，29．26，21．10，19．40，18．65，17．30，16．33，15．03实施例5实施例2所述的方法，采用不同的化合物6和促进剂与化合物3在不同摩尔比和反应生成 结果列于下表 注α-L-Rha是α-L-呋喃鼠李糖基实施例6 1mmol、NaOH 2-3mmol，在10ml水、10ml甲醇和10ml四氢呋喃的混合溶剂中和室温下反应5h，后处理同实施例7，以80-91％的产率获 其中R1、R2、R4如前所述 或 不同的R3结果如下产物 时，产率86％。
13C NMR(75MHz，C5D5N)；δ 108．91，105．94，102，20，101．45，99．62，86．98，81．14，80．76，77．74，77．80，72．26，76．95，75．91，74．96．73．76，73．64，72．41，72．08，70．56，69．12，68．68，67．04，66．52，62．55，61．38，61．14，56．28，49．95，45．35，41．63，40．12，39．51，39．48，38．58，37．15，36．78，31．96，31．88，31．49，31．34，30．25，29．80，28．93，20．76，1906，18．30，16．97，15．99，14．68．1HNMR(300MHz，C5D5N)；δ 6．25(brs，1H，H-1”)，5．61(t，1H，J7．0)，5．37(d，1H，J3．7，H-6)，2．08，2．07，2．05，1．99，1．94(eachs，each 3H)，1．62，1．24(each s，tach 3H)，1．131d，3H，J6．1)，1．05(s，9H)．ESIMSC50H80O211017[M+1]，1016[M]产物 时，产率89．5％1HNMR(300MHz，C5D5N)；δ 6．38(brs，1H，H-1)，5．83(brs．，1H，H-1”)，5．31(brd，1H，H-6)，5．00-4．85(m，3H，H-1’，H-2’，H-4’)，4．81(brs，1H)，4．66(brs，1H)，4．61(dd，1H，J3，4，9．3)，4．57-4．50(m，2H)，4．40-4．3．0(m，3H)，4．20(m，3H)，4．09(dd，1H，H-6’a)，3．87(m-1H，H-3)，3．63(m，1H)，3．57(m，1H，H-26a)，3．50(t，1H，H-26b)，2．79(dd，1H)，2．71(t，1H)，1．76(d，3H)，1．62(d，3H)，1．13(d，3H)，1．04(s，3H)，0．82(s，3H)，0．69(d，3H)．13CNMR(75MHz，C5D5N)；δ 214．12，109．44，103．09，102．23，100．45，81．28，78．70，78．22，78．15，77．95，77．14，74．32，74．13，73．02，72．94，72．75，70．60，69．72，67．04，63．06，61．44，56．80，50．46，42．14，45．2，40．63，40．02，39．15，3908，37．67，37．32，32．48，32．40，32．00，31．85，30．78，30．34，29．45，21．28，19．59，18．85，18．70，17．51，16．52，15．23．FABMS(m／z)C45H72O7870[M+2]，868[M]
权利要求
1．一种具有2，4-O-二取代葡萄糖基糖链的皂甙的合成方法，该皂甙具有如下结构式 其中R1=薯蓣甙基、提果甙基、蕃麻甙基，R2=α-L-呋喃鼠李糖基，R3=α-L-呋喃鼠李糖基，α-L-呋喃阿拉伯糖基、葡萄糖基、木糖基或3-木糖基葡萄糖基，其特征是用下述方法合成 的三甲基甲酰氯的摩尔比为1∶1-10时，在极性溶剂中和-5-50℃反应温度下反应0．5-5h，生成3，6-二-O-三甲基甲酰基-β-D-葡萄糖基皂甙。(2)3，6-二-O-三甲基甲酰基-β-D-葡萄糖基皂甙、 促进剂和分子筛摩尔比为1∶1-5∶0．2-5∶0-1时，在极性溶剂中和-78-0℃时反应0．5-2h，生成 促进剂分子筛的摩尔比为1∶1-5∶0．2-2∶0-1时，在极性溶剂和-10-10℃反应0．5-2h，合成 一价金属氢氧化物的摩尔比为1∶1-5时在极性溶解和20-60℃温度下反应1-10h，生成 一价金属的氢氧化物摩尔比为1∶1-5时，在极性溶剂中和20-60℃温度下反应1-10h，生成 一价金属的氢氧化物摩尔比为1∶1-5时，在极性溶剂中和20-60℃温度下反应1-10h，生成 其中R1、R2、R3如前所述，R4=乙酰基或苯甲酰基，R5=Cl3C C=NH、C2H5S或卤素， 所述的促进剂是BF3-(C2H5)2O，三氟甲磺酸银、磺代丁二酰亚胺，或三氟甲磺酸银和碘代丁二酰亚胺的混合物。
2．一种如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法(1)中 和三甲基甲酰氯的摩尔比为1∶2-5。
3．一种如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法(2)和(3)中反应结束时，加入弱碱淬灭反应，所述的弱碱是NH3、(CH3)N或(C2H5)3N。
4．一种如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法(4)和(5)中所述的极性溶剂是水、甲醇、乙醇、四氢呋喃或乙腈。
全文摘要
本发明涉及一种从易得的甙元和单糖出发,简便的合成结构式如右式的皂甙的方法,其中R
文档编号C07H15/00GK1291614SQ0011986
公开日2001年4月18日 申请日期2000年9月1日 优先权日2000年9月1日
发明者俞飚, 惠永正, 李兵 申请人:中国科学院上海有机化学研究所