一种无保护糖合成N-糖苷的方法

本发明涉及化学合成，更具体的说是涉及一种无保护糖合成n-糖苷的方法。

背景技术：

1、糖，又称碳水化合物，与蛋白质、核酸和脂质一起并称为生命活动过程中四类重要的生物大分子。它们广泛分布于植物、动物、微生物和病毒中。糖类以单糖、寡糖、多糖和糖缀合物的形式存在。目前糖的体外合成主要有两种方法：酶促合成和化学合成。虽然酶促合成具有反应温和，区域及立体选择性良好等优点，但所需的糖基转移酶和糖苷酶比较昂贵，此外，酶对非天然或异常底物的接受能力较差。因此，糖的化学合成不可或缺。然而，现有的糖苷化方法还存在着诸多缺陷。迄今为止，还没有一种糖苷化方法可以普遍适用于全部寡糖的合成。此外，在现有的糖苷化合成中，涉及到大量的上保护基、脱保护基的实验操作，延长的合成操作的步骤也增加了合成的复杂性。因此，研究出新的无保护糖在水相中进行一锅法糖苷化的是非常有意义的。

2、2-氯-1,3-二甲基氯化咪唑啉(dmc),由isobe和ishikawathe于1990年代后期研发为一种能替代dcc的脱水试剂。2009年，shoda等人首次将dmc引入碳水化合物领域，并揭示了其在水溶液中选择性激活无保护糖异头位羟基的能力。迄今为止，dmc已被成功应用于糖基恶唑啉的合成、1,6-无水糖的生产、糖基叠氮化物的合成、糖基硫醇等方面，但未见n-糖苷的文献报道。

3、

技术实现思路

1、发明目的

2、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种dmc及其类似物介导的无保护糖合成n-糖苷化的方法。

3、技术方案

4、一种无保护糖合成n-糖苷的方法，其特征在于，在温度为-78℃～25℃条件下，将无保护的糖基给体、受体和碱溶于水或者水和有机溶剂的混合溶剂中，加入促进剂，反应获得相应的糖苷，其反应通式如下：

5、

6、所述糖基给体为吡喃糖、呋喃糖、二糖、多糖或糖结构类似物；

7、所述受体为氮杂环类化合物类化合物或有机氨；

8、所述碱为三乙胺或dipea；

9、促进剂选自如下结构任意一种：

10、

11、所述的方法，其特征在于，

12、吡喃糖为核糖、阿拉伯糖或2-脱氧核糖；

13、呋喃糖为葡萄糖、半乳糖、甘露糖、岩藻糖、木糖、阿拉伯糖、n-乙酰氨基葡萄糖或鼠李糖；

14、二糖为乳糖、麦芽糖或纤维二糖；

15、糖结构类似物为四氢-2h-吡喃-2-醇。

16、所述的方法，其特征在于，受体为氮杂环类化合物时，选自下示任意结构化合物：

17、

18、其中，r1为氢、氟、氯、溴、碘、氨基、氮乙酰基、氮苯甲酰基、nhboc或者n(boc)2；r2位氢、氟、氯、溴、碘、氨基、氮乙酰基、氮苯甲酰基、nhboc或者n(boc)2；r3位氢、羟基、羧基、甲酸甲酯、硝基、氨基、氟、氯、溴或碘；r4位氢、羟基、羧基、甲酸甲酯、硝基、氨基、氟、氯、溴或碘；

19、受体为有机氨时，包括直链氨和芳香氨，直链氨为正丁胺，芳香氨为苯胺、对甲基苯胺或对甲氧基苯胺。

20、所述的方法，其特征在于，水和有机溶剂的混合溶剂为水和四氢呋喃的混合试剂、水和1,4-二氧六环的混合试剂，水和乙腈的混合试剂、水和dmf的混合试剂、水和dmso的混合试剂、水和丙酮的混合试剂的任意一种。

21、所述的方法，其特征在于：

22、所述糖基给体和受体的摩尔比例为1:1.1～1:10；所述糖基给体和促进剂摩尔比例为1:1.5～1:5；所述糖基给体和碱摩尔比例为1:5～1:20。

23、所述的方法，其特征在于：反应溶剂的混合溶剂体积比为1:0～1:5。

24、所述的方法，其特征在于：所述的温度为-10℃。

25、在本发明的一些实施例中，糖基给体和受体的摩尔比例为1:1.1～1:10，优选为1:5；所述糖基给体和促进剂摩尔比例为1:1.5～1:5，优选为1:3；所述糖基给体和碱摩尔比例为1:5～1:20，优选为1:5～1:10，最优选为1:10；

26、在本发明的一些实施例中，反应溶剂为水、水和四氢呋喃的混合试剂、水和1,4-二氧六环的混合试剂，水和乙腈的混合试剂、水和dmf的混合试剂、水和dmso的混合试剂、水和丙酮的混合试剂的任意一种，优选为水和四氢呋喃的混合试剂或水和1,4-二氧六环的混合试剂。

27、在本发明的一些实施例中，反应溶剂的混合比例(体积比)优选为v水：v有机试剂＝1:0～1:1，最优选为v水：v有机试剂＝1:1；

28、在本发明的一些实施例中，考虑到后续分离纯化和结构坚定的简便性，会将水相糖苷化产物进行乙酰基化操作，其特征在于：0℃下，将水相糖苷化产物溶于无水吡啶中，缓慢加入乙酸酐，室温下反应过夜，1n稀盐酸洗涤反应液，ea萃取反应液三次，合并有机相，有机相水洗、饱和碳酸氢钠洗、卤水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，柱层析纯化。

29、进一步的，水相糖苷化产物和吡啶的摩尔比例为1:5～1：30，优选为1:10；水相糖苷化产物和乙酸酐的摩尔比例为1:4～1:20，优选为1:5。

30、为进一步发明人采用如下步骤进行筛选：

31、一、对碱进行筛选

32、其中，以糖为d-葡萄糖、受体为6-氯嘌呤、促进剂1-1、溶剂为水和1,4-二氧六环(v水：v有机试剂＝1:1)以及温度为-10℃为例子，对常见碱进行筛选，反应通式如下：

33、

34、碱种类筛选结果见表1。

35、表1.碱种类筛选

36、

37、注：trace为产率低于5％。

38、二、对促进剂进行筛选

39、以糖为d-葡萄糖、受体为6-氯嘌呤、碱为三乙胺、温度为-10℃以及反应溶剂为水和1,4-二氧六环(v水：v有机试剂＝1:1)为例子，对促进剂进行筛选，反应通式如下：

40、

41、筛选结果见表2。

42、表2.促进剂筛选

43、

44、   

45、

46、三、对溶剂和溶剂配比进行筛选

47、以糖为d-葡萄糖、受体为6-氯嘌呤、促进剂为1-1、碱为三乙胺以及温度为-10℃为例子，对溶剂和溶剂配比进行筛选，反应通式如下：

48、

49、筛选结果见表3。

50、表3.溶剂筛选

51、

52、四、对反应温度此条件进行筛选

53、在本发明的一些实施例中，温度为-78℃～25℃，优选为-40℃～-10℃，最优选-10℃。以糖为d-葡萄糖、受体为6-氯嘌呤、促进剂为化合物1-1、碱为三乙胺以及溶剂为水和1,4-二氧六环(v水：v有机试剂＝1:1)为例子，对反应温度此条件进行筛选，反应通式如下：

54、

55、筛选结果见表4。

56、表4.温度筛选

57、

58、有益效果：

59、1、现有技术表明dmc已被成功应用于糖基恶唑啉的合成、1,6-无水糖的生产、糖基叠氮化物的合成、糖基硫醇等方面，但未见n-糖苷的文献报道，特别是受体为核苷酸的碱基。例如受体如嘌呤，存在多个位点n，但特异性结合特定位点如9位，无需要保护基，是一直本领域技术难点。本发明首次发现在特定的温度、特定碱条件下，dmc可以介导无保护糖合成n-糖苷(核苷酸)，其中需要注意是可以选择性结合受体9位n，而非其他位点n，上述无文献报道。

60、2、本发明合成了一系列dmc的类似物，该类似物无文献报道，属于新化合物，其可以介导受体为碱基的无保护糖糖苷化，同时也可以特异性结合受体的9位n。该方法避免了上下保护基的复杂操作，糖苷化反应的产物立体选择性高，大大降低了糖苷化合成操作的复杂性和合成成本。

61、缩写表

62、 boc 叔丁氧羰基 bz 苯甲酰基 ac 乙酰基 dcm 二氯甲烷 pe 石油醚 ea 乙酸乙酯 thf 四氢呋喃 dmf n,n-二甲基甲酰胺 dmso 二甲亚砜 dioxane 1,4-二氧六环 meoh 甲醇 dbu 1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯 dipea 二异丙基乙胺 dabco 三乙烯二胺 tea 三乙胺 dmc 2-氯-1,3-二甲基氯化咪唑啉 cdmbi 2-氯-1,3-二甲基-1h-苯并咪唑-3-氯化物 naoh 氢氧化钠 r.t. 室温 mecn 乙腈

63、术语和说明

64、在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。同时，为了更好地理解本发明，下面提供相关术语的定义和解释。

65、本文叙述的所有范围包括列举两个值之间的范围的那些端点。不管是否指出，本文所列举的所有值包括用于测量该值的给定技术的预期实验误差、技术误差和仪器误差的程度。

66、在本发明中，如无另外说明，％是重量/重量(w/w)的百分数。

67、在本发明中，如无另外说明，室温为20～30℃，例如：20，21，22，23，24，25，26，27，28，29或30℃。

68、除非另有说明，否则任何数值，例如本文所述的浓度或浓度范围，应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，数值通常包括所述值的±10％。

69、“烷基”指饱和的脂族烃基团，包括1至10个碳原子的直链和支链基团，优选包括1至6个碳原子。本发明中，烷基的非限制性实施例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、1，1-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、正己基、1-乙基-2-甲基丙基、1，1，2-三甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2-乙基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、2，3-二甲基丁基等。烷基可以是取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上被取代，优选为一个或多个以下基团，独立地选自烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、卤素、硫醇、羟基、硝基、氰基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、环烷氧基、杂环烷氧基、环烷硫基、杂环烷硫基、氧代。在本发明的一些优选实施例中，烷基为甲基或乙基。