合成肝素五糖制造技术

本发明专利技术涉及用于制备合成的类肝素化合物的合成单糖、二糖、三糖、四糖和五糖。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于化学合成结合AT-III的肝素或类肝素、五糖的中间体和方法。
技术介绍
血管血栓形成是一种心血管疾病，其特征是血管被包含血细胞和纤维蛋白的凝块部分或者完全堵塞。在动脉中，这主要是由于血小板活化并导致心脏病发作、心绞痛或中风，而静脉血栓形成则导致炎症和肺栓子。血液凝固是使用各种酶的级联事件的结果，这些酶统称为凝血因子。肝素是一种强力抗凝剂，自20世纪30年代以来一直被用于治疗血栓形成。在其原始使用时，注意到了耐受性的问题，并因此建议降低剂量以减少出血并提高效力。在20世纪70年代早期，临床实验的确表明能够得到可以接受的耐受性并同时保留了抗血栓活性。完整肝素(UFH)主要是用作治疗和手术目的的抗凝剂，而且通常得自于牛肺或者猪粘膜。完整肝素的现代应用包括治疗不稳定的心绞痛、化学治疗和抗炎治疗中的辅剂、以及作为生长因子的调节剂和治疗血液动力学疾病。在20世纪80年代后期，低分子量肝素(LMWH)的研制使得提高了抗血栓形成治疗的效果。LMWH是通过诸如化学降解、酶促解聚、和γ-射线照射断裂的方法衍生于UFH。该类肝素近来已被用于治疗与创伤有关的血栓形成。其中特别令人感兴趣的是以下事实它们对血小板的相对作用与肝素相比是最小的，在治疗有血小板缺陷的患者时能够提供即时优势。可控制UFH的解聚度以得到不同长度的LMWH。与UFH相比，治疗深度静脉血栓形成(DVT)所需的剂量在使用LMWH时明显降低，但是通常情况下两者的效力是相当的。另外，对于那些对UFH敏感的患者而言，LMWH可有效地作为他们的替代治疗剂。令人遗憾的是，由于母体UFH的动物源不同，会有交叉物种病毒污染的明显可能性，这使得在使用LMWH时产生了很大的问题。避免交叉物种污染的可能性的一个方法是通过化学合成法制备肝素。该方法还可为研制第二代肝素或类肝素物质提供机会，这些第二代肝素或类肝素物质可进行特殊的设计以针对血液凝固级联过程中具体的生物事件。早在20世纪70年代，就已进行了确定涉及肝素的凝血级联过程中重要结合事件所需要的关键结构的调查。确定了肝素的一些结构特征，但是人们感兴趣的结合域基本上仍未被确定。Lindahl及其同事所做的研究1以及Choay及其同事所做的研究2最终确定五糖序列构成了原抗凝辅助因子-抗凝血酶(AT-III)的关键结合域。在确定关键的肝素糖序列后，又进一步开始在理论上证实完全化学合成的可能性。Sinay及其同事3以及van Boeckel及其同事4在类似的时间完成了五糖结合域的完全化学合成。在上述两个合成中，却遇到了明显的困难。Van Boeckel及其同事的合成提供了一种具有合理规模的方法(156mg的最终产物)，以及与Sinay合成法相比更高的产率，但是总产率仍仅有0.22％(Sinay合成法为0.053％)。在最终脱保护期间遇到的一个特殊困难是半缩醛的分子间反应(糖的还原端官能团)，这导致形成二聚体和三聚体。为减少发生该问题的可能性，合成了五糖的α-甲基糖苷。重要的结构示于以下结构图I中，其中I代表半缩醛形式，而II代表α-甲基糖苷形式。 结构图I如上所述，一些研究已确定了防止血栓形成中的重要生物事件是肝素的五糖序列5与肝素辅助因子抗凝血酶III(AT-III)的结合。除五糖I外，还通过全合成法制备了重要的衍生物II6。化合物II已完成了III期临床试验用于治疗深度静脉血栓形成。以下专利显示了一些与本专利技术的相关性。美国专利4,401,662要求保护一种与五糖AT-III结合的肝素序列，而美国专利4,496,550也是如此。欧洲专利0,084,999和美国专利4,818,816详细描述了对五糖I和衍生物II的合成方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于制备肝素五糖及其中间体的的合成方法，还提供肝素五糖的新中间体以及新的肝素五糖。本专利技术提供结合AT-III的肝素和类肝素的中间体的组合物以及合成方法。本专利技术的方法是一种使用单糖构建块的分步合成方法。结合AT-III的五糖具有如下性质在粗略分析构成五糖的单个单体单元时，我们注意到每个单体单元之间都是相互不同的。其次，我们可以看到在糖苷键中存在交替的立体特异性(结构附图说明图1)。 葡糖胺 葡糖醛酸 葡糖胺 艾杜糖醛酸 葡糖胺的糖苷和半缩醛2-N-硫酸化和 2-N-硫酸化 2-O-硫酸化 都是2-N-硫酸化和6-O-硫酸化 3-O-硫酸化和 6-O-硫酸化6-O-硫酸化结构图1在合成中，每个构建块中明显的差异要求在合成中所用的每个单个单体需要不同的保护基方式。有鉴于此，在合成上述五糖时需要仔细设计保护方案是必须的。可以看到，五糖表现出O-硫酸化、N-硫酸化，有游离羟基，而且存在立体特异性的糖苷键连。因此，保护方案需要具备以下条件(1)可在所需要的位置处实施硫酸化，同时使一些羟基未被硫酸化(应注意，由于N-和O-硫酸酯的化学活性，硫酸化需要在合成的晚期进行)；(2)保护方案应有助于形成合适的糖苷键，以及(3)保护方案应能够形成正确的(在区域异构体和立体异构体方面)糖苷键。α-糖苷键通常是通过使用称为非参与性的保护基而形成的，而β-键是通过参与性的保护基形成的。一些N-和O-参与性及非参与性保护基在本领域中是已知的(所述领域应被认为是糖化学领域)。本领域技术人员还已知的是，所用保护基的种类可影响构建块的反应性。这些要求的最高点示于以下结构图2的示例性构建块中，该图显示了影响肝素寡糖合成所要求的特征。 结构图2示例性构建块C在示例性的构建块C中，X是适合与其他单体或者受体反应的离去基团，以形成糖苷之间的键连；R1是非参与性的氨基保护基以在活化X并随后偶联在合适的受体上时形成α-键；R2和R4可类似地进行保护以便进行最终的O-硫酸化，而R3需要进行不同的保护以形成受体羟基，将该构建块偶联在链中的下一个构建块上。结构图3中的构建块示例性地表示了合成结合肝素AT-III的五糖所需要的衍生单糖的种类。 结构图3结构图3中“RS”表示的保护基是最终需要进行O-硫酸化的位置，“RH”表示的保护基需要与“RS”正交并代表了将最终变为羟基的位置。取代基“X1”和“X2”代表被活化与其他合适的经保护的构建块反应以形成糖苷键的离去基团。X1还可以衍生为烷基糖苷或被适合于结合在用于药物转运的载体上的基团取代。基团“RL”是与“RS”和“RH”都正交的保护基，并代表通过糖基化过程使链增长的位置。“R”代表经保护的或者潜在的羧酸酯官能团。“RA”基团是非参与性的氨基保护基，能够形成α-键，而基团“RB”既可以是参与性的也可以是非参与性的氨基保护基。合成中的另一个水平的复杂性是需要使构建块D和B中用方块标明的保护基能够形成β-糖苷键。这在所标示的位置上有可能需要两步保护，即、保护后脱保护，随后用不同的保护基进行再保护。初始保护需要能够在糖基化时形成正确的立体化学，而第二步的保护则需要正确的硫酸化方式。明显的是，五糖可按多种不同的方式构建；可偶联构建块B和A，可偶联构建块E和D，也可偶联构建块C，所得的二聚体和三聚体可最终偶联以形成五糖。或者，每个构建块可顺序地添加等。在此有许多能够非常容易地设想出来的其他偶联顺序，而且由此做出的选择本身将对最终采用的合成方法具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备合成类肝素五糖的构建块，所述构建块为通式Ⅰ的结构：＊＊＊通式Ⅰ（构建块Ｅ－Ｄ－Ｃ－Ｂ－Ａ）其中单糖单元的构型以及内部键连的立体化学为Ｄ－葡萄糖－α－１，４－Ｄ－葡糖醛酸－β－１，４－Ｄ－葡萄糖－α－１，４－Ｌ－艾杜糖醛酸－β－１，４－Ｄ－葡萄糖，而各取代基如下定义：Ｘ↓［１］选自于以下组中：羟基、烯基氧基、烷氧基、芳氧基、苄基氧基、取代的苄基氧基；硫代烷基、硫代芳基、卤素、亚氨酰基、磷酸酯以及相关的磷酸酯型离去基团、叔丁基二苯基甲硅烷基氧基或者其他此等取代的甲硅烷基氧基保护基；脂氨基酸或者其他适合于结合传递系统或固体载体的此等基团；而且立体化学可以是α或β；Ｒ↓［Ｈ］选自于以下组中：苄基或取代苄基保护基、烯丙基、烯丙基氧基羰基；Ｒ↓［Ｈ１］选自于以下组中：苄基或取代苄基保护基、烯丙基、烯丙基氧基羰基；或Ｒ↓［Ｈ１］和Ｒ↓［Ａ］可组合在一起形成环氨基甲酸酯；Ｒ↓［Ｈ２］选自于以下组中：苄基或取代苄基保护基、烯丙基、烯丙基氧基羰基；或Ｒ↓［Ｈ２］和Ｒ↓［Ｂ１］组合在一起形成环氨基甲酸酯；Ｒ↓［Ａ］选自于以下组中：叠氮官能基、胺；ＮＨ－Ｄｄｅ、ＮＨ－ＤＴＰＭ、ＮＨ－Ｆｍｏｃ、ＮＨ－Ｂｏｃ、ＮＨ－Ｃｂｚ、ＮＨ－Ｔｒｏｃ、Ｎ－苯二甲酰亚氨基、ＮＨ－Ａｃ、ＮＨ－烯丙基氧基羰基；或者Ｒ↓［Ｈ１］和Ｒ↓［Ａ］可组合在一起形成环氨基甲酸酯；Ｒ↓［Ｓ１］选自于以下组中：４－甲氧基苯基；取代苄基；烷基酰基、芳基酰基或烷基芳基酰基，以及取代的烷基酰基、芳基酰基或烷基芳基酰基保护基；碳酸酯保护基；叔丁基二苯基甲硅烷基氧基或者其他此等取代的甲硅烷基氧基保护基；烯丙基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、苄基氧基甲基；Ｒ↓［Ｓ２］选自于以下组中：４－甲氧基苯基；取代苄基；烷基酰基、芳基酰基或烷基芳基酰基，以及取代的烷基酰基、芳基酰基或烷基芳基酰基保护基；碳酸酯保护基；叔丁基二苯基甲硅烷基氧基或者其他此等取代的甲硅烷基氧基保护基；烯丙基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、苄基氧基甲基；Ｒ↓［Ｓ３］选自于以下组中：４－甲氧基苯基；取代苄基；烷基酰基、芳基酰基或烷基芳基酰基，以及取代的烷基酰基、芳基酰基或烷基芳基酰基保护基；碳酸酯保护基；叔丁基二苯基甲硅烷基氧基或者其他此等取代的甲硅烷基氧基保护基；烯丙基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、苄基氧基甲基；Ｒ↓［Ｓ４］选自于以下组中：４－甲氧基苯基；取代苄基；烷基酰基、芳基酰基或烷基芳基酰基，以及取代的烷基酰基、芳基酰基或...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆塞弗特，拉蒂卡辛格，特蕾西伊丽莎白拉姆斯代尔，迈克尔利奥韦斯特，尼古拉斯巴里德里南，
申请(专利权)人：阿尔开密亚有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]