郗遵波,李 新,馬淑濤
(1.山東大學(xué)藥學(xué)院藥物化學(xué)研究所,山東 濟南250012;2.濟南圣泉集團股份有限公司,山東 濟南 250200)
5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇的合成工藝改進
郗遵波1,2,李新1,馬淑濤1
(1.山東大學(xué)藥學(xué)院藥物化學(xué)研究所,山東濟南250012;2.濟南圣泉集團股份有限公司,山東濟南250200)
目的合成5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇。方法以D-核糖為原料,經(jīng)甲苷化、芐基化、水解、肟保護、烯丙基化、脫肟、還原7步反應(yīng)得到5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇。結(jié)果與討論總收率55%,目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁共振氫譜確認。該合成路線步驟少,綠色環(huán)保,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇;合成;抗體;核糖-核糖醇
流感嗜血桿菌是導(dǎo)致兒童肺炎和腦膜炎的主要致病菌。B型流感嗜血桿菌抗體是預(yù)防該菌感染的有效藥物。該抗體是由莢膜多糖和載體蛋白連接而成。莢膜多糖為多聚體,其單體為磷酸核糖-核糖醇。而5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇是合成B型流感嗜血桿菌抗體莢膜多糖的重要中間體[1~5]。
Bencomo等[5]采用D-核糖為原料,經(jīng)過甲氧基保護,丙叉保護、烯丙基化、脫丙叉,芐基化、還原、三苯甲基保護、芐基化、脫三苯基保護9步反應(yīng)得到5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇,總收率29.2%。Just等[6]采用D-核糖為原料,經(jīng)過乙硫基保護、對甲氧基三苯甲基保護、芐基化、脫對甲氧基三苯甲基保護、烯丙基化、還原6步反應(yīng)得到5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇。Beuvery等[7]以D-核糖酸內(nèi)酯為原料,經(jīng)過丙叉保護、烯丙基化、還原、脫丙叉、三苯甲基化、芐基化、脫保護等7步反應(yīng)制備了5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇。王培[8]采用D-核糖為原料,與Vicente等[9]相近的路線合成了5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇。
本研究設(shè)計了一條新的合成路線,以D-核糖為原料,經(jīng)甲苷化、芐基化、水解、肟保護、烯丙基化、脫肟、還原7步反應(yīng)得到5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇。該路線簡短,且環(huán)境友好,避免了使用溴化芐、氫化鈉、氯化汞等有害物質(zhì)。總收率達到55%。目標(biāo)產(chǎn)品及關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)經(jīng)過1H-NMR確認,與文獻報道一致。合成路線見圖1。
2.1儀器與試劑高效液相系統(tǒng)Agilent 1100(色譜柱:C18,4.6mm×100 mm);Bruce 400核磁共振儀。試劑:國產(chǎn)分析純試劑。
2.2甲基-β-D-吡喃核糖苷的合成(1)在5 L的三口瓶中,加入甲醇1 200 mL,滴加氯化亞砜49 g(0.412 mol),冰浴控溫不超過50℃。加入完畢后,向三口瓶中加入D-核糖150 g(1 mol),升溫至63~67℃,回流反應(yīng)2 h。TLC檢測原料反應(yīng)完全。將反應(yīng)瓶內(nèi)溫降至25~30℃,用甲醇鈉溶液調(diào)節(jié)pH 7~8。旋干溶劑。用丙酮重結(jié)晶,固體在70℃下真空干燥,得到產(chǎn)品122.5g,收率74.6%。母液濃縮至干,得到50 g糖漿。將此糖漿加入甲醇、氯化亞砜,按照以上方法轉(zhuǎn)化,得到產(chǎn)物33.5g。該步總收率95%。1H-NMR(DMSO)δ=4.91~4.93(1H,d,J=7.2),4.87~4.89(1H,d,J=6.4),4.78~4.79(1H,d,J=5.2),4.44~4.45(1H,d,J=4.4),3.61~3.67(1H,m),3.50~3.54(3H,m),3.29~3.33(3H,s)。
2.3甲基-2,3,4-三氧-芐基-β-D-吡喃核糖苷的合成(2)向5 L三口瓶中加入甲苯1 000 mL、甲基-β-D-吡喃核糖苷156 g(1.16mol),攪拌30 min。加入氫氧化鉀650 g(11.6mol),升溫至回流。滴加氯化芐350 mL(3.05 mol)。滴完后,繼續(xù)回流反應(yīng)1 h。TLC測定原料反應(yīng)完全。降溫至40~50℃。加入1 000 mL水,攪拌分相。甲苯層依次用200 mL水洗1次,300 mL 1%的鹽酸洗滌1次,再用500 mL水洗至pH 7~8。減壓濃縮,濃縮液加入MTBE/異己烷重結(jié)晶,常溫減壓干燥得到產(chǎn)物454.5g,收率90%。1HNMR(CDCl3)δ=7.25~7.39(15H,m),4.80~4.83(3H,m),4.71~4.73(1H,d,J=7.2),4.61~4.64(1H,d,J= 12.4),4.53~4.55(2H,m),4.04~4.05(1H,d,J=2.4),3.78~3.84(2H,m),3.25~3.26(1H,m),3.24~3.25(3H,s),3.24(1H,m)。
2.42,3,4-三氧-芐基-β-D-吡喃核糖的合成(3)
向5 L三口瓶中加入1 000 mL去離子水,緩慢加入98%的硫酸45 mL。隨后加入冰乙酸2 000 mL,甲基-2,3,4-三氧-芐基-β-D-吡喃核糖苷454.6g(1.05 mol),升溫至回流,反應(yīng)2 h。TLC檢測原料反應(yīng)完全。降溫至20~25℃。分相,甲苯層分別用450 mL水、450 mL 1%的碳酸鈉、450 mL水洗滌。甲苯層減壓濃縮至干,得到糖漿353.2g,收率80%。
2.52,3,4-三-氧-芐基-5-羥基戊醛甲基肟的合成(4)向5 L三口瓶中加入2,3,4-三氧-芐基-β-D-吡喃核糖353.2g(0.84 mol),甲苯1 000 mL、吡啶1 000 mL、甲氧基胺鹽酸鹽78 g(0.93 mol)。升溫至50℃,攪拌反應(yīng)2 h。TLC檢測原料反應(yīng)完全。向三口瓶中加入200 g 1%的碳酸鈉溶液,調(diào)節(jié)pH 6~7。分層,甲苯層用200 mL水洗滌2次。減壓下濃縮至干,經(jīng)柱層析,得到產(chǎn)品糖漿339 g,收率90%。
2.62,3,4-三-氧-芐基-5-烯丙基戊醛甲基肟的合成(5)向5 L三口瓶中加入50%的氫氧化鈉溶液1 000 mL、2,3,4-三-氧-芐基-5-羥基戊醛甲基肟339 g(0.754 mol)、烯丙基溴110 mL(1.27 mol)、四丁基碘化胺110 g(0.297 mol)。控溫25~30℃,攪拌 12 h。加入水 750 mL,二氯甲烷750 mL,攪拌30 min,分層。二氯甲烷層用水洗至pH 7~8。減壓濃縮至干,得到產(chǎn)物糖漿332.2g,收率90%。1H-NMR(DMSO)δ=7.28~7.34(15H,m),5.82~5.89(1H,m),5.11~5.25(2H,m),4.22~4.71(6H,m),4.20~4.21(1H,m),3.85~3.95(3H,m),3.75~3.85(3H,s),3.61~3.71(2H,m),3.52~3.62(1H,m)。
2.72,3,4-三-氧-芐基-5-烯丙基戊醛的合成(6)向5 L三口瓶中加入2,3,4-三-氧-芐基-5-烯丙基戊醛甲基肟332.2g(0.678 mol)、四氫呋喃750 mL、對甲基苯磺酸39 g(0.226 mol)、37%的甲醛溶液1 000 mL(13.4mol)。升溫至回流,反應(yīng)2 h。降溫至20~25℃,加入乙酸乙酯2 000 mL、水1 000 mL,攪拌30 min。分相,乙酸乙酯層用5%的碳酸鈉溶液洗至pH 7~8,然后用水1 000 mL洗滌2次。
2.85-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇的合成(7)向5 L三口瓶中,加入2,3,4-三-氧-芐基-5-烯丙基戊醛甲基肟332.2g(0.678 mol)的乙酸乙酯溶液,攪拌下分批加入硼氫化鈉25 g(0.678 mol),溫度不超過30℃。加入完畢25~30℃繼續(xù)攪拌1 h,HPLC檢測,直到原料小于2%。加入1 000 mL水,攪拌分層。乙酸乙酯層用0.96 kg水洗滌2次,減壓濃縮至LOD小于5%。濃縮后產(chǎn)品經(jīng)柱層析得到5-氧-烯丙基-2,3,4-三-氧-芐基-D-核糖醇266 g,兩步收率85%。IR(Nicolet Avafar 330,KBr壓片),υ=3 462.52、3 063.68、3 030.47、2 869.91、1 605.56、1 496.52、1 454.13、1 394.15、1 329.30、1 208.52、1 099.88、1 027.97、929.45、736.95、697.95、606.11、462.27;1H-NMR(DMSO)δ=7.27~7.32(15H,m),5.82 ~5.89(1H,m),5.20~5.24(1H,d,J=17.2),5.10~5.13(1H,d,J=10.8),4.52~4.71(7H,m),3.84~3.91(4H,m),3.74~3.66(1H,m),3.55~3.69(4H,m);13C-NMR(CDCl3)δ=61.44、69.80、71.96、72.30、72.52、74.05、76.84、77.15、77.47、78.27、78.92、79.16、116.98、127.69、127.82、134.84、138.21、138.26、138.39。
在化合物甲基-β-D-吡喃核糖苷(1)的合成過程中,因反應(yīng)過程中得到甲基-α/β-D-吡喃核糖苷,甲基-α/β-D-呋喃核糖苷的混合物,造成結(jié)晶收率較低。我們根據(jù)以上4種化合物在酸性條件下可以互相轉(zhuǎn)化的特點,將母液濃縮后繼續(xù)加入甲醇進行轉(zhuǎn)化,提高了甲基-β-D-吡喃核糖苷的收率。在甲基-2,3,4-三氧-芐基-β-D-吡喃核糖苷(2)的合成過程中,文獻多采用氫化鈉作為堿,在工業(yè)化過程中極易吸水,對設(shè)備和操作要求很高。我們嘗試采用氫氧化鉀作為堿,在甲苯回流條件下,順利進行了芐基化。在2,3,4-三-氧-芐基-5-烯丙基戊醛甲基肟(4)的合成過程中,文獻多采用氫化鈉/DMF體系。我們采用50%氫氧化鈉水溶液加相轉(zhuǎn)移催化劑代替,使反應(yīng)更為溫和,適合工業(yè)化。
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Improved synthesis of 5-allyloxy-2,3,4-tris(benzyloxy)pentan-1-ol
XI Zun-bo1,2,LI Xin1,MA Shu-tao1
(1.Department of Medicinal Chemistry,School of Pharmaceutical Sciences,Shandong University,Jinan 250012,China;2.Jinan Shengquan Co.,Ltd.,Jinan 250200,China)
Objective To synthesize 5-allyloxy-2,3,4-tris(benzyloxy)pentan-1-ol.Methods With D-ribose as the starting material,5-allyloxy-2,3,4-tris(benzyloxy)pentan-1-ol was obtained by glycosidation,benzylation,hydrolyzation,oxime protection,allylation,deoximation and reduction.Results and Conclusion The overall yield of this method was 55%,and the structure of product was characterized by 1H-NMR.The synthetic route was short and environmentally friendly,suitable for the industrial production.
5-Allyloxy-2,3,4-tris(benzyloxy)pentan-1-ol;Synthesis;Antibody;Ribose-ribitol
TQ460.6
A
2095-5375(2015)12-0741-003
郗遵波,男,工程師,研究方向:糖類及核甘類原料藥和中間體的合成工藝開發(fā),E-mail:xzbghy@126.com