一种糖胺聚糖类化合物N,O‑同时硫酸化的方法及其反应中间体技术

技术编号:11417283 阅读:139 留言:0更新日期:2015-05-06 18:09
本发明专利技术公开了一种糖胺聚糖类化合物N,O‑同时硫酸化的方法及其反应中间体,该方法以糖胺聚糖类化合物为原料,在微波作用下,碱性溶剂中,用硫酸化试剂处理,反应温度为50‑200℃,得到中间体产物II;该糖胺聚糖类化合物由糖醛酸单糖单元与己糖胺单糖单元交替连接构成,单糖单元之间以1→4糖苷键线性连接而成,

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种糖胺聚糖类化合物硫酸化的方法,具体来说,涉及一种在微波作用下,对糖胺聚糖类化合物中未保护的羟基和氨基位点进行完全硫酸化(N,O-同时硫酸化)修饰制备肝素类化合物的方法。
技术介绍
肝素(Heparin)是一种高度硫酸化的天然黏多聚糖,由重复的二糖单元:1-4连接的糖醛酸(α-L-艾杜糖醛酸或者β-D-葡萄糖醛酸)与己糖胺(α-D-氨基葡萄糖)交替连接而成。肝素类分子在体内和体外都有抗凝血作用,应用于临床治疗抗血栓和心血管疾病已经有近六十年历史。此外肝素还具有降血脂、抗动脉粥样硬化、抗中膜平滑肌细胞(SMC)增生、抗炎、抗过敏、抗病毒、抗癌等多种生物学功能,因此,其在医学上的应用非常广泛。天然肝素本身就是混合物,经过降解处理的肝素片段结构更加多样性,很难提纯得到单一结构的肝素片段,这样就无法确定与蛋白作用的是肝素糖链中哪一段特征片段,往往因混合物中某一组分起促进作用,另一组分起抑制作用,使其表现出来的实验结果令人费解。显而易见,获得结构确定的肝素样品会给肝素的生物学研究带来极大的方便。磺达肝素钠(Fondaparinux Sodium)是肝素类分子中最为有名的一个,由法国赛诺菲公司开发的一种具有高选择性Xa因子抑制剂。它是由化学合成的结构确定的肝素五糖片段,为目前副作用最小,最为高效的高选择性Xa因子抑制剂。它的作用机理是通过与抗凝血酶III(ATIII)结合,选择性抑制Xa因子而发挥抗血栓作用。它不会使凝血酶失活,也不影响血小板的功能。磺达肝素钠已被转让给葛兰素史克公司(GSK),并于2001年获准在欧洲上市,2002年在美国上市,2008年在中国上市。肝素类寡糖合成中的一大难点是对需要硫酸化的羟基和氨基位点进行完全硫酸化修饰。多位点的硫酸化反应很难进行完全。单独在羟基或者氨基上引入硫酸根不是很难,然而同时进行多个羟基和氨基位点的硫酸化就非常困难,常常会出现反应不完全的副产物(Eur.J.Org.Chem.2005,1849-1858)。目前,文献中的肝素合成通常采用分步硫酸化修饰:先将需要硫酸化的羟基选择性脱保护,然后进行O-硫酸化,接着Staudinger还原叠氮基团,再进行N-硫酸化。这样需要进行两步硫酸化反应,采取三次反相柱层析(O-硫酸化,Staudinger还原,N-硫酸化),费时耗力。(J.Am.Chem.Soc.2009,129,17394-17405;Chem.Eur.J.2006,12,8664-8686,Chem.Eur.J.2010,16,8365)例如磺达肝素钠由于其结构复杂,分子有八个硫酸化位点,需要分别进行氧硫酸化和氮硫酸化,反应时间冗长,产率中等,并且分离困难。在一步反应中对N,O同时硫酸化的尝试也有一些报道,(Chem.Eur.J.2004,10,4265-4282;J.Comb.Chem.2008,10,166–169;Chem.Eur.J.2006,12,8664-8686;Carbohydrate Research 2008,343,2853-2862;)但是要么硫酸化不彻底,得不到目标化合物,且增加了TLC监测和分离难度;要么适用范围很差,无法推广应用。2012年中国专利“制备肝素五糖的新中间体及其制备方法”(申请公布号:CN 103360439A),将合成的五糖的羧酸根和需要硫酸化的羟基和氨基全部脱保护,之后采用连续的分步硫酸化方法,其反应路线如下:其中,第一步O-硫酸化需淬灭、分离后才能进行下一步N-硫酸化,得到N,O-硫酸化产物2。最后,采用加压氢化的条件脱除剩余保护基得到最终肝素五糖。该专利依然采取了分步硫酸化的方法,操作复杂,必须重复多次实验才能得到比较纯的完全硫酸化产物;反应时间较长,而且后处理繁琐,同时仅在硫酸化操作和氢化还原全部完成后,才给出结构鉴定的谱图,不适合大规模的工业合成。因此,亟需一种高效、便捷的N,O-同时硫酸化方法,以简化反应监测、分离和纯化的操作,利于工业生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中糖胺聚糖类化合物硫酸化反应操作繁琐,多位点的硫酸化反应难以进行完全,使得产物分离分析困难的缺陷,而提供一种微波促进下糖胺聚糖类化合物N,O-同时硫酸化方法的新方法,其反应操作简单,硫酸化完全,反应速度较快且产率较高。为达到上述目的,本专利技术提供了一种糖胺聚糖类化合物N,O-同时硫酸化的方法,该方法以糖胺聚糖类化合物I为原料,在微波作用下,碱性溶剂中,用硫酸化试剂处理,反应温度为50-200摄氏度,得到中间体产物II;该糖胺聚糖类化合物由糖醛酸单糖单元与己糖胺单糖单元交替连接构成,单糖单元之间以1→4糖苷键线性连接而成,其反应路线如下:其中,x=0-1,y=0-5,z=0-1,x,y,z取整数且不同时为0;R1代表烷基或取代烷基,苄基或取代苄基;优选甲基、苄基或取代苄基;R2为H或苄基、取代苄基、或者各种酯基、硅基,优选H或苄基,取代苄基或酯基,且同一分子式中的R2可以是相同或不同的基团;R3代表C1-C20烷基或取代烷基,其中烷基为直链烷基或环状烷基;优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、苄基或环己基。上述的方法,其中,所述硫酸化试剂选自三氧化硫吡啶、三氧化硫·三甲胺、三氧化硫·三乙胺、三氧化硫·1,4-二氧六环、三氧化硫·N,N-二甲基甲酰胺、氯磺酸、三氧化硫气体。所述硫酸化试剂选自三氧化硫三甲胺、三氧化硫三乙胺等较强碱性的试剂时,反应中不加入碱性添加剂也可得到完全硫酸化产物。如加入溶剂体积5-30%的碱性添加剂,可以提高反应的收率。所述硫酸化试剂选自氯磺酸、三氧化硫气体、三氧化硫吡啶、三氧化硫1,4-二氧六环、三氧化硫N,N-二甲基甲酰胺等中性、酸性或弱碱性的试剂时,反应体系中需加入溶剂体积5-30%的碱性添加剂,否则硫酸化反应可能不完全,同时可以提高硫酸化反应的产率。硫酸化试剂与需硫酸化的反应位点的摩尔当量比为1~10:1,较佳的为2~5:1。上述方法中,反应的时间为1-45分钟。上述的方法,其中,所述碱性溶剂选自吡啶、取代吡啶、三乙胺的一种或多种(优选吡啶或三乙胺);反应温度为50-120摄氏度,反应的时间为15-30分钟。上述的方法,其中,反应中还加入溶剂体积5-30%的碱性添加剂,该碱性添加剂选自胺类溶剂或固体碱,该胺类溶剂包含三乙胺或二异丙基乙基胺,该固体碱包含4-二甲氨基吡啶,碱性添加剂的添本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种糖胺聚糖类化合物N,O‑同时硫酸化的方法,其特征在于,该方法以糖胺聚糖类化合物为原料,在微波作用下,碱性溶剂中,用硫酸化试剂处理,反应温度为50‑200℃,N,O‑同时硫酸化,得到中间体产物;该糖胺聚糖类化合物由糖醛酸单糖单元与己糖胺单糖单元交替连接构成,单糖单元之间以1→4糖苷键线性连接而成,具有式I的结构:其中,x=0‑1,y=0‑5,z=0‑1,x,y,z取整数且不同时为0;R1为烷基或取代烷基,苄基或取代苄基;R2为H或苄基、取代苄基、或者各种酯基、硅基,同一分子式中的R2可以是相同或不同的基团;R3为C1‑C20烷基或取代烷基,其中烷基为直链烷基或环状烷基。

【技术特征摘要】
1.一种糖胺聚糖类化合物N,O-同时硫酸化的方法,其特征在于,
该方法以糖胺聚糖类化合物为原料,在微波作用下,碱性溶剂
中,用硫酸化试剂处理,反应温度为50-200℃,N,O-同时硫酸
化,得到中间体产物;该糖胺聚糖类化合物由糖醛酸单糖单元
与己糖胺单糖单元交替连接构成,单糖单元之间以1→4糖苷键
线性连接而成,具有式I的结构:
其中,x=0-1,y=0-5,z=0-1,x,y,z取整数且不同时为0;
R1为烷基或取代烷基,苄基或取代苄基;
R2为H或苄基、取代苄基、或者各种酯基、硅基,同一分子
式中的R2可以是相同或不同的基团;
R3为C1-C20烷基或取代烷基,其中烷基为直链烷基或环状
烷基。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述硫酸化试剂选自
三氧化硫吡啶、三氧化硫·三甲胺、三氧化硫·三乙胺、三氧化
硫·1,4-二氧六环、三氧化硫·N,N-二甲基甲酰胺、氯磺酸、三氧
化硫气体,所述碱性溶剂选自吡啶、取代吡啶、三乙胺的一种
或多种;所述硫酸化试剂与需硫酸化的反应位点的摩尔当量比
为1~10:1。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,反应的时间为1-45分
钟。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的碱性溶剂
选择吡啶或三乙胺,反应温度为50-120摄氏度,反应的时间为
15-30分钟。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法在反应过程中
还加入溶剂体积5-30%的碱性添加剂,该碱性添加剂选自胺类
溶剂或固体碱,该胺类溶剂包含三乙胺或二异丙基乙基胺,该
固体碱包含4-二甲氨基吡啶,碱性添加剂的添料顺序为先加入
硫酸化试剂再加入碱性添加剂。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,R1选自甲基、苄基
或取代苄基;R2选自H或苄基,取代苄基或酯基,同一分子式
中的R2可以是相同或不同的基团;R3选自甲基、乙基、丙基、
异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、苄基或环己基。
7.一种权利要求1所述的糖胺聚糖类化合物,其特征在于,该糖
胺聚糖类化合物由糖醛酸单糖单元与己糖胺单糖单元交替连接
构成,单糖单元之间以1→4糖苷键线形连接而成,其具有式I
的结构:
其中,x=0-1,y=0-5,z=0-1,x,y,...

【专利技术属性】
技术研发人员:俞飚徐鹏许伟长石富春连高焱李原强车大庆严普查
申请(专利权)人:中国科学院上海有机化学研究所浙江九洲药业股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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