本发明涉及一种利用核糖结晶残液中废弃物的方法。特别是其中的1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖，可以与苯骈三氮唑反应制备1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑。
(二)
背景技术：
1,2,3,5-四-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖(简称β-四乙酰核糖)是重要的医药中间体，主要用于合成广谱的抗病毒药物利巴韦林，也是核苷类化合物合成的起始原料。其主要的工业生产方法是由核苷经乙酰化、裂解和结晶得到产品。在上述过程中主要产生两种异构体：1,2,3,5-四-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖(简称β-四乙酰核糖)和1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖(简称α-四乙酰核糖)。两种异构体的比例因反应条件不同而有所变化，其中以β-四乙酰核糖为主。结晶时析出β-四乙酰核糖，而剩下的结晶母液即为以α-四乙酰核糖为主要成分的结晶残液。
在CN101701026A和CN101701027A中详细公开了生产β-四乙酰核糖的技术细节。经研究发现母液中约有4.4～8.4％的α-四乙酰核糖油状物，在生产过程中随母液被弃去。不仅造成浪费，也给环境造成污染。因此，急需研究一种处理和利用α-四乙酰核糖的方法，达到减少废液，变废为宝的目的。
在本发明之前，有如下文献报道了利用α-四乙酰核糖的方法。例如CN104910215公开报道了利用α-四乙酰核糖代替β-四乙酰核糖来制备得到利巴韦林。
而本发明则是利用经处理过的α-四乙酰核糖残液代替β-四乙酰核糖，与廉价的苯骈三氮唑反应制备1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，再经水解制得到高价格的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯并三氮唑，以达到变废为宝的目的，具有一定的经济效益。
1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑是一种具有一定抗肿瘤活性、抑制肿瘤细胞生长以及抗病毒活性的化合物。例如Maria Bretner等在《Antiviral Chemistry&Chemotherapy》(2005,16(5),315-326)。报道过其生物活性。其一般的制备方法是以苯骈三氮唑和β-四乙酰核糖为原料，制备1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑。
(三)
技术实现要素：
本发明提供一种核糖结晶残液中废弃物的利用方法，即提供一种收率较高、操作简单、产品杂质含量低的利用核苷裂解后α-四乙酰核糖结晶残液来制备1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑的方法，同时提供一种利用中间体1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑裂解得到β-四乙酰核糖的方法。本发明的显著特点是原料廉价，处理过程操作简便，减少对环境的危害，变废为宝，在减少β-四乙酰核糖结晶残液的同时，使其中原有的废弃物α-四乙酰核糖得到利用，具有明显的实施价值和社会、经济效益。
本发明采用的技术方案如下：
一种核苷裂解后含式(Ⅰ)所示的1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖结晶残液制备式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，其特征在于所述方法包括以下步骤：
(1)含式(Ⅰ)化合物的糖浆的制备：以核苷裂解后含式(Ⅰ)所示的1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖结晶残液为原料，加入萃取剂萃取，静置分层，分出有机层，然后蒸除有机溶剂，得到含式(Ⅰ)化合物的糖浆；所述核苷裂解为核苷与醋酐在催化剂的作用下加热发生催化酰化裂解反应，由TLC监测反应结束后冷却、过滤，取滤液，蒸除醋酸和未反应的醋酐后，加溶剂重结晶后过滤得到母液，母液即为含式(Ⅰ)所示的1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖结晶残液；所述核苷为鸟苷、腺苷或肌苷；所述萃取剂为叔丁基甲醚、乙酸乙酯、2-甲基呋喃或环戊基甲醚；
(2)式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑的制备：将所述步骤(1)所得的糖浆与苯骈三氮唑混合，在催化剂的作用下在100℃～160℃温度条件下发生缩合反应0.33～5.0小时，反应结束后加乙酸乙酯溶解，再用碱水洗涤，蒸干溶剂，经乙醚重结晶得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑固体；
(3)式(Ⅱ)所示的化合物的制备：将步骤(2)所得的式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑固体于室温下，在氨甲醇溶液或甲醇钠甲醇溶液的作用下脱除乙酰基，TLC监测反应结束后，经后处理得到式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑。
具体反应原理如下：
步骤(1)：含式(Ⅰ)化合物1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖的制备
所述核苷为肌苷时，相应的取代基R1～R4为:R1＝OH,R2＝H，R3＝OAc,R4＝H。
所述核苷为腺苷时，相应的取代基R1～R4为:R1＝NH2，R2＝H，R3＝NHAc,R4＝H。
所述核苷为鸟苷时，相应的取代基R1～R4为:R1＝OH,R2＝NH2，R3＝OH,R4＝NHAc。
步骤(2)：式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑制备
步骤(3)：式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑制备
上述反应式中，NaOR/ROH中R为Me或Et。
本发明步骤(1)中所述萃取剂通常可选自酯类化合物、醚类化合物、卤代烃类化合物、烃类化合物或它们的组合；本发明中优选为乙酸乙酯、叔丁基甲醚、2-甲基呋喃或环戊基甲醚；所述的萃取溶剂蒸除后均可以回收套用。
进一步，所述萃取剂的用量与所述含式(Ⅰ)所示的化合物的结晶残液的体积比为1～5:1，优选为2.0～4.0：1，一般分三次萃取后合并有机相。
本发明步骤(2)中所述苯骈三氮唑与所述的含式(Ⅰ)化合物的糖浆中理论含式(Ⅰ)化合物的投料理论摩尔比为1～2：1，优选为1.0～1.5：1。
通常，本发明对步骤(1)所得含式(Ⅰ)化合物的糖浆进行了GC测定其含式(Ⅰ)化合物的含量，所述的含式(Ⅰ)化合物的糖浆中理论含式(Ⅰ)化合物的物质的量基于此检测结果计算得到。
进一步，本发明步骤(2)中所述催化剂为可选自三氟甲磺酸、二(对硝基苯基)磷酸酯(DNPP)、氯乙酸、对甲苯磺酸等酸性催化剂，本发明优选为三氟甲磺酸、二(对硝基苯基)磷酸酯或氯乙酸。
本发明步骤(2)中所述催化剂与所述含式(Ⅰ)化合物的糖浆中理论含式(Ⅰ)化合物投料理论摩尔比为0.02～0.57：1，优选为0.02～0.05：1。
进一步，本发明步骤(2)中所述乙酸乙酯的用量的范围通常以苯骈三氮唑的质量计为5～40mL/g。
更进一步，本发明步骤(2)中所述缩合反应时间优选为0.5～3.0小时。
再进一步，本发明步骤(2)中所述缩合反应温度优选为100～150℃。
一般地，本发明步骤(2)中采用乙醚作为萃取剂以本领域常用的用量萃取式(Ⅲ)所示的中间产物。
通常，本发明步骤(3)中所述氨甲醇溶液或甲醇钠甲醇溶液以式(Ⅲ)所示的中间产物的质量计为30～60mL/g。
进一步，本发明所述氨甲醇溶液通常推荐为饱和氨甲醇溶液，甲醇钠甲醇溶液的质量分数推荐为20％。
本发明步骤(3)中反应温度优选为室温。
更进一步，本发明步骤(3)中所述后处理为将反应结束后的剩余物蒸除溶剂，加入二氯甲烷析出絮状白色固体，过滤干燥即得到式(Ⅱ)所示的化合物。
再进一步，本发明步骤(1)中所述的核苷裂解按以下步骤进行：将核苷与醋酐混合，加热至回流，待混合物变澄清后，降低反应温度至110℃，加入催化剂，由TLC监测反应，保温反应至反应结束后冷却、过滤，取滤液，蒸除醋酸和未反应的醋酐后，加入甲醇重结晶后过滤得到母液，母液即为含式(Ⅰ)所示的1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖结晶残液；所述核苷为鸟苷、腺苷或肌苷；所述催化剂为三氟乙酸；所述核苷:醋酐:三氟乙酸的物质的量比为1:8:0.006。
此外，所得式(Ⅲ)所示的中间产物还可在催化剂的作用下发生裂解，得到β-四乙酰核糖，同时可回收苯骈三氮唑，具体反应原理如下：
将式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑和醋酐混合，在催化剂的作用下，在80～140℃之间反应，TLC监测反应结束后，经后处理得到β-四乙酰核糖粗品，再经重结晶得到β-四乙酰核糖晶体。
将上述结晶母液除去溶剂后，在醇钠中反应脱除乙酰苯骈三氮唑的乙酰基1～10小时，调节pH至7，蒸除溶剂，加入乙酸乙酯，过滤，水洗，旋干溶剂，回收得到苯骈三氮唑粗品。
本发明所述的制备并利用1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯并三氮唑的方法的有益效果主要体现在：(1)变废为宝。将现有生产工艺中产生的四乙酰核糖结晶母液通过处理和转化，得到经济价值较高的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑；(2)将现有生产工艺中产生的四乙酰核糖结晶母液通过处理和转化还可以得到具有重要用途的β-四乙酰核糖，同时还可回收所用原料苯骈三氮唑，将废液变成了易于运输和方便使用的固体β-四乙酰核糖，具有重要经济价值和环保意义；(3)减少了核苷裂解生产四乙酰核糖过程中废液的排放；(4)提供了合成1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯并三氮唑的新途径和利用1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖的新思路；(5)处理过程操作简便，原料廉价，并且不对环境造成危害，具有明显的实施价值和社会、经济效益。
(四)具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
步骤(1)：含式(Ⅰ)化合物的糖浆的制备
在装有温度计、冷凝管和机械搅拌的250mL的三口烧瓶内，加入42.5g鸟苷、122g醋酐，开启搅拌，加热至回流，待反应物变澄清后，降低反应温度至60℃，加入0.57g三氟乙酸，升温保温反应至反应结束(由TLC确定反应终点)。冷却到20℃，过滤。滤液经减压蒸除醋酸和醋酐，得到糖浆状物质，冷却后加入75mL水和75mL甲醇搅拌，析出固体，过滤，得到β-四乙酰核糖白色晶体40.2g。结晶后过滤得到的母液，即核苷裂解后含式(Ⅰ)所示的α-四乙酰核糖结晶残液，用叔丁基甲醚萃取三次(每次50mL)，合并有机相，蒸除叔丁基甲醚，得到含式(Ⅰ)化合物α-四乙酰核糖的糖浆5.5g，油状液体，GC纯度为75.7％。
步骤(2)：式(Ⅲ)所示的中间产物制备
在装有磁子的100mL的单口烧瓶中，加入3.2g步骤(1)所得的含式(Ⅰ)化合物α-四乙酰核糖的糖浆、1.5g苯骈三氮唑、0.24g三氟甲磺酸，开启搅拌，加热至130℃反应，在反应的同时减压蒸除生成的乙酸，反应3小时后冷却到室温。加入40mL乙酸乙酯，用水洗涤3次，合并有机相，蒸除有机溶剂，得到黄色糖浆，加入40mL乙醚重结晶。过滤，洗涤，干燥，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑白色粉末状结晶2.85g，收率60.0％。HPLC纯度为99.5％，熔点为78.0-79.0℃。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.12(d,J＝8.40Hz,1H),7.67(d,J＝8.40Hz,1H),7.56(t,J＝7.50Hz,1H),7.44(t,J＝7.75Hz,1H),6.46(d,J＝3.80Hz,1H),6.25-6.22(m,1H),5.83(t,J＝5.40Hz,1H),4.56-4.53(m,1H),4.43(dd,J＝3.15,3.10Hz,1H),4.21(dd,J＝4.15,4.1Hz,1H),2.18(s,3H),2.15(s,3H),1.99(s,3H).
步骤(3)：式(Ⅱ)所示的化合物的制备
在100mL圆底烧瓶中加入0.5g 1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，15mL饱和氨甲醇溶液，室温下搅拌过夜，TLC检测反应完全，除去溶剂，加入60mL二氯甲烷搅拌，析出絮状白色固体，过滤得到0.28g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率84.1％，HPLC纯度为99.8％，熔点为132-135℃。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.10(d,J＝8.40Hz,1H),7.65(d,J＝8.40Hz,1H),7.53(t,J＝7.50Hz,1H),7.41(t,J＝7.75Hz,1H),6.02(d,J＝3.80Hz,1H),6.15-6.12(m,1H),5.63(t,J＝5.40Hz,1H),4.36-4.34(m,1H),4.23(dd,J＝3.15,3.10Hz,1H),4.02(dd,J＝4.15,4.1Hz,1H).
实施例2
步骤(1)：将实施例1中的鸟苷替换为腺苷，投料摩尔比为腺苷:醋酐:三氟乙酸＝1:8:0.006，腺苷投料量为53.4g，其他条件同实施例1步骤(1)。结果得到含式(Ⅰ)化合物α-四乙酰核糖的糖浆7.5g，油状液体，GC纯度74.5％。
步骤(2)同实施例1步骤(2)：得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑白色粉末状结晶3.08g，收率65％。HPLC纯度为99.6％，熔点为78.0-79.0℃。
步骤(3)同实施例1步骤(3)。得到0.27g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率83.2％，HPLC纯度为99.7％，熔点为132-135℃。
实施例3
步骤(1)：将鸟苷改为肌苷，投料摩尔比为肌苷:醋酐:甲磺酸＝1:8:0.006，肌苷投料量为53.6g，其他条件同实施例1步骤一。结果得到含式(Ⅰ)化合物α-四乙酰核糖的糖浆6.5g，油状液体，GC纯度为76.2％。
步骤(2)同实施例1步骤(2)：得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑白色粉末状结晶3.18g，收率67％。HPLC纯度为99.6％，熔点为78.0-79.0℃。
步骤(3)同实施例1步骤(3)。得到0.28g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率85.3％，HPLC纯度为99.7％，熔点为132-135℃。
实施例4
步骤(1)同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：将反应温度改为110℃，反应时间改为300min，投料步骤(1)所得1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖油状液体3.1g，苯骈三氮唑0.81g，三氟甲磺酸0.11g，其他同实施例2，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑2.25g，收率47.3％。HPLC纯度为99.6％，熔点为78.0-79.0℃。
步骤(3)同实施例1步骤(3)。得到0.27g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率81.1％，HPLC纯度为99.5％，熔点为133-135℃。
实施例5
步骤(1)同实施例1步骤(1)。
步骤(1)：将反应温度改为120℃，投料步骤(1)所得1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖油状液体2.4g，苯骈三氮唑0.82g，三氟甲磺酸0.02g，其他同实施例1，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑2.45g，收率51.6％。HPLC纯度为99.3％，熔点为78.0-79.0℃。
步骤(3)同实施例1步骤(3)。得到0.28g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率83.2％，HPLC纯度为99.6％，熔点为133-135℃。
实施例6
步骤(1)同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：将反应温度改为160℃，反应时间改为20min，投料步骤(2)所得1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖油状液体2.5g，苯骈三氮唑0.93g，三氟甲磺酸0.24g，其他同实施例1，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑2.02g，收率42.7％。HPLC纯度为99.5％，熔点为78.0-79.0℃。
步骤(3)同实施例1步骤(3)。得到0.27g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率80.2％，HPLC纯度为99.6％，熔点为133-135℃。
实施例7
步骤(1)同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：将原料改为1,2,3,5-四-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖，投料步骤(2)所得1,2,3,5-四-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖6.3g，苯骈三氮唑2.4g，三氟甲磺酸0.06g，反应温度110℃，其他同实施例1，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑5.0g，收率66.9％。HPLC纯度为99.4％，熔点为78.0-79.0℃。
实施例8
步骤(1)同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：将催化剂改为二(对硝基苯基)磷酸酯(DNPP)。加入0.3g DNPP，反应30min，其他同实施例7，得到1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑6.1g，收率81.6％。HPLC纯度为99.5％，熔点为78.0-79.0℃。
实施例9
步骤(1)：将萃取剂改为乙酸乙酯，其他同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：将反应温度改为150℃，反应时间改为40min，投料步骤(2)所得1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖油状液体2.5g，苯骈三氮唑0.93g，氯乙酸0.32g，其他同实施例1，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑2.01g，收率42.2％。HPLC纯度为99.5％，熔点为78.0-79.0℃。
步骤(3)：将15mL饱和氨甲醇溶液变更为15mL质量分数20％甲醇钠甲醇溶液，其他同实施例1步骤(3)。得到0.26g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率78.2％，HPLC纯度为99.6％，熔点为133-135℃。
实施例10
步骤(1)：将萃取剂改为2-甲基呋喃，其他同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：将反应温度改为100℃，反应改为240min，投料步骤(2)所得1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖油状液体2.5g，苯骈三氮唑0.93g，氯乙酸0.32g，其他同实施例1，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑1.92g，收率38.2％。HPLC纯度为98.5％，熔点为76.0-78.0℃。
步骤(3)：将15mL饱和氨甲醇溶液改为60mL质量分数20％甲醇钠甲醇溶液，其他同实施例1步骤(3)。得到0.26g式(Ⅱ)所示的1-(2,3,5-三-羟基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，亮白色固体。收率78.2％，HPLC纯度为99.6％，熔点为133-135℃。
实施例11
步骤(1)：将萃取剂改为环戊基甲醚，其他同实施例1步骤(1)。
步骤(2)：将反应温度改为140℃，反应改为40min，投料步骤(2)所得1,2,3,5-四-O-乙酰基-α-D-呋喃核糖油状液体2.5g，苯骈三氮唑0.93g，氯乙酸0.32g，其他同实施例1，得到式(Ⅲ)所示的中间产物1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑2.04g，收率43.2％。HPLC纯度为99.5％，熔点为77.0-79.0℃。
实施例12
β-四乙酰核糖的制备及苯骈三氮唑的回收
在100mL圆底烧瓶中加入2g 1-(2,3,5-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)苯骈三氮唑，10mL醋酐，0.02g三氟乙酸，95℃反应，TLC检测反应完全，蒸除未反应的醋酐和醋酸，加入甲醇和水的混合溶剂，放入冰箱冷藏室过夜。析出晶体，过滤，烘干，得到1.59gβ-四乙酰核糖白色晶体，收率94.3％，GC纯度为99.8％，熔点为83-84℃。滤液蒸除溶剂，得到0.28g黄色浆状物。0.03g甲醇钠，10mL甲醇与前述的黄色浆状物混合，室温下搅拌过夜。TLC监测反应结束。用盐酸调pH至7，蒸除溶剂，加乙酸乙酯，用水洗涤。萃取。蒸出乙酸乙酯，得到0.45g苯骈三氮唑粗品。经精制得精品。
以上所述仅为本发明的较佳的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围内。