一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法廉价易得的L‑古洛糖酸‑γ‑内酯为起始原料，通过多步化学转化，高效地得到Kifunensine，反应整体收率较高，过程中使用的试剂廉价易得，且合成过程中多个步骤可以用一锅法投料，操作简便，具有较好的工业化前景。

Synthesis of a Mannosidase Inhibitor Kifunensine

【技术实现步骤摘要】
一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法
本专利技术属于化合物合成
，尤其是涉及一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法。
技术介绍
Kifunensine(结构式如下所示)是一种从名为Kitasatosporiakifunense的放线菌中分离出来的生物碱。它是一种中性，稳定的化合物。Kifunensine是甘露糖苷酶I的有效抑制剂，与其他甘露糖苷酶抑制剂(例如脱氧甘露聚糖)相比，它可以迅速渗透到细胞内，在细胞内，它可以防止内质网甘露糖苷酶I(ERM)修复前体糖蛋白中的甘露糖残基，从而起到抑制糖基化的作用，同时它对甘露糖苷酶II没有抑制作用，对芳基甘露糖苷酶的抑制作用也很弱。因此，当掺入细胞培养基中时，Kifunensine对细胞生长或糖蛋白产量不会有影响，可以大大提高所制备糖蛋白的品质及表达量。基于以上功能，Kifunensine目前被广泛地用于药物研发以及高端生化试剂的开发当中，具有非常高的商业价值，是一类十分具有应用前景的氮杂糖类分子，但是它的合成制备非常困难，存在收率低、合成成本高等问题，目前的市场售价十分昂贵，不利于其进一步的普及推广。由于通过细胞培养进行提取制备Kifunensine的效率太低，因此通过化学合成的方法来进行制备就显得非常具有优势，因此开发高效的合成Kifunensine的工艺路线就显得十分必要。Kifunensine的结构式为目前合成Kifunensine的方法较少，P.A.Benjes等人报道了一种以N-乙酰基-D-甘露糖胺为起始原料的合成路线(US20040063973A1)，该方法共8步反应转化，小试时总收率相对较高，但是该路线的可重复性较差，尤其是在氧化关环这一步，在放大时，经常出现收率大幅度降低的现象，并且会产生大量杂质，十分不利于纯化，有时甚至无法得到产物，此外，该路线的起始原料较为昂贵，N-乙酰基-D-甘露糖胺的市场售价十分昂贵，不利于大量生产。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法，反应路径如下所示，反应包括如下步骤：(1).在酸催化下，对L-古洛糖酸-γ-内酯的四个羟基进行缩酮保护得到中间体2；(2).在酸作用下，选择性脱去中间体2中的伯醇和仲醇上的缩酮保护，得到中间体3；(3).在碱作用下，选择性保护中间体3上的伯醇，得到中间体4；(4).在碱作用下，保护中间体4上剩余的仲醇从而形成离去基团，制备得到中间体5；(5).利用叠氮基团亲核进攻中间体5中的离去基团，制备得到中间体6；(6).在还原剂作用下，打开中间体6的糖环，制备得到中间体7；(7).在碱作用下，采用大位阻的酯类羟基保护基，选择性保护中间体7上的伯醇，得到中间体8；(8).选择性脱去中间体8中的一个伯醇的保护基，制备得到中间体9；(9).在酸催化下，对中间体9中的两个羟基进行缩酮保护得到中间体10；(10).在还原剂作用下，脱去中间体10中羟基的保护基，同时将叠氮基团还原为氨基，从而制备得到中间体11；(11).中间体11与草氨酸在缩合剂作用下反应得到中间体12；(12).在体系中有硅胶粉存在时，中间体12在氧化剂作用下氧化得到中间体13，之后关环得到中间体14，最后在酸性条件下脱去缩酮保护基得到Kifunensine。优选的，制备中间体4过程中使用的保护基R1为硅醚保护基、苄醚类保护基以及烷基醚类保护基中的一种；优选的，R1为三甲基硅醚、叔丁基二甲基硅醚、叔丁基二苯基硅醚、三异丙基硅醚、苄基醚、对甲氧基苄醚、烷氧基甲基醚中的一种。优选的，制备中间体5过程中使用的保护基R2为甲基磺酰基、三氟甲基磺酰基、对甲基苯磺酰基、邻硝基苯磺酰基中的一种；制备中间体8过程中使用的保护基R3可以为酰基、磺酰基、硅醚保护基、苄醚类保护基以及烷基醚类保护基中的一种。优选的，制备中间体11所用到的还原剂为氢化铝锂、硼氢化钠、水合肼、硼烷中的一种或两种以上；制备中间体12所用的缩合剂是DCC、EDCI、HATU、HBTU、CDI中的一种或两种以上。优选的，制备中间体13所用氧化剂为dess-martin氧化剂、PCC、PDC、高锰酸钾、间氯过氧苯甲酸、双氧水中的一种或两种以上。优选的，反应过程中用到的溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、二甲基亚枫、乙酸乙酯、乙腈、乙醇、甲醇、甲苯、水以及1，4-二氧六环中的一种或两种以上；反应过程中用到的酸为对甲基苯磺酸、盐酸、甲酸、乙酸、硫酸中的一种或两种以上；反应过程中用到的碱是咪唑、三乙胺、氢化钠、碳酸钾、正丁基锂、LiHMDS、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡以及氢氧化钙中的一种或两种以上。优选的，步骤(2)中，体系pH控制在2-4，反应温度控制在-10～30℃；步骤(3)中，采用大位阻的醚类保护基，反应温度控制在-75～0℃；步骤(5)中，反应温度控制在-10～30℃；步骤(8)中，体系pH控制在2-7，反应温度控制在-30～40℃；步骤(12)中，在关环制备中间体14的过程中，反应温度控制在-30～40℃，体系在氨气甲醇溶液中反应12-20h。优选的，步骤(2)中，体系pH控制在2-4，反应温度控制在0～10℃；步骤(3)中，采用大位阻的醚类保护基，反应温度控制在-25～0℃；步骤(5)中，反应温度控制在-10～0℃；步骤(8)中，体系pH优选控制在2-4，反应温度控制在-10～10℃；步骤(12)中，在关环制备中间体14的过程中，反应温度控制在-10～20℃，体系在氨气甲醇溶液中反应12-20h。优选的，步骤(12)中，硅胶粉为200-300目硅胶粉。相对于现有技术，本专利技术所述的甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法具有以下优势：本专利技术以廉价易得的L-古洛糖酸-γ-内酯为起始原料，通过多步化学转化，高效地得到Kifunensine，反应整体收率较高，过程中使用的试剂廉价易得，且合成过程中多个步骤可以用一锅法投料，操作简便，具有较好的工业化前景。附图说明图1.中间体2的氢核磁谱图图2.中间体3的氢核磁谱图图3.中间体4的氢核磁谱图图4.中间体6的氢核磁谱图图5.中间体7的氢核磁谱图图6.中间体8的氢核磁谱图图7.中间体9的氢核磁谱图图8.中间体10的氢核磁谱图图9.中间体11的氢核磁谱图图10.中间体12的氢核磁谱图图11.中间体14的氢核磁谱图图12.Kifunensine的氢核磁谱图图13.Kifunensine的碳核磁谱图具体实施方式除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。本专利技术挑选了优选条件下的合成过程来对本专利技术所涉及的化合物分子的具体合成方法行说明，其中取代基R1选取乙酰基，取代基R2选取叔丁基二苯基，取代基R3选取特戊酰基，但实施例的选择并不意味着本专利技术的制备方法的任何限制。1.中间体2的合成将20g(112.3mmol)L-古洛糖酸-γ-内酯1和1.93g(11.2mmol)对甲基苯磺酸(PTSA)置于300m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法，其特征在于：反应路径如下所示，

【技术特征摘要】
1.一种甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法，其特征在于：反应路径如下所示，反应包括如下步骤：(1).在酸催化下，对L-古洛糖酸-γ-内酯的四个羟基进行缩酮保护得到中间体2；(2).在酸作用下，选择性脱去中间体2中的伯醇和仲醇上的缩酮保护，得到中间体3；(3).在碱作用下，选择性保护中间体3上的伯醇，得到中间体4；(4).在碱作用下，保护中间体4上剩余的仲醇从而形成离去基团，制备得到中间体5；(5).利用叠氮基团亲核进攻中间体5中的离去基团，制备得到中间体6；(6).在还原剂作用下，打开中间体6的糖环，制备得到中间体7；(7).在碱作用下，采用大位阻的酯类羟基保护基，选择性保护中间体7上的伯醇，得到中间体8；(8).选择性脱去中间体8中的一个伯醇的保护基，制备得到中间体9；(9).在酸催化下，对中间体9中的两个羟基进行缩酮保护得到中间体10；(10).在还原剂作用下，脱去中间体10中羟基的保护基，同时将叠氮基团还原为氨基，从而制备得到中间体11；(11).中间体11与草氨酸在缩合剂作用下反应得到中间体12；(12).在体系中有硅胶粉存在时，中间体12在氧化剂作用下氧化得到中间体13，之后关环得到中间体14，最后在酸性条件下脱去缩酮保护基得到Kifunensine。2.根据权利要求1所述的甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法，其特征在于：制备中间体4过程中使用的保护基R1为硅醚保护基、苄醚类保护基以及烷基醚类保护基中的一种；优选的，R1为三甲基硅醚、叔丁基二甲基硅醚、叔丁基二苯基硅醚、三异丙基硅醚、苄基醚、对甲氧基苄醚、烷氧基甲基醚中的一种。3.根据权利要求1所述的甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法，其特征在于：制备中间体5过程中使用的保护基R2为甲基磺酰基、三氟甲基磺酰基、对甲基苯磺酰基、邻硝基苯磺酰基中的一种；制备中间体8过程中使用的保护基R3可以为酰基、磺酰基、硅醚保护基、苄醚类保护基以及烷基醚类保护基中的一种。4.根据权利要求1所述的甘露糖苷酶抑制剂Kifunensine的合成方法，其特征在于：制备中间体11所用到的还原剂为氢化铝锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡岩，袁昊林，吴玉保，杨阳，郭宇，汪颖，赵佩佩，贺万丽，
申请(专利权)人：天津国际生物医药联合研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12