一种利用一步或两步随机化反应制备皂甙库的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用一步或两步随机化反应并经还原反应制备皂甙库的方法。从易得的甙元和单糖出发经过一步随机糖苷化反应或随机酰化与随机糖苷化两步随机化反应联用，再经去除保护基制备出具有所有可能性的单糖、二糖、三糖、四糖和五糖的皂甙混合物库。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种皂甙库的制备方法，具体的说是利用一步随机糖苷化反应或者先经随机酰化反应再经随机糖苷化反应，两步随机化反应联用制备各种皂甙库。近几十年来，人们从自然界中分离得到了大量的结构新颖的皂甙化合物。许多研究结果表明皂甙具有多种生理活性和良好的药理作用，如抗癌、抗菌、消炎、降血压以及调节免疫功能等。皂甙是一类复杂的糖苷。从分子结构上来看，皂甙是由糖链与三萜或甾体通过碳氧共价键相连而成的。皂甙中的糖链一般较短，多含2-5个糖基，而且其糖基组成比较简单，主要的糖基有葡萄糖、甘露糖、木糖、岩藻糖、鼠李糖和阿拉伯糖等。由于糖基上多个羟基的存在使皂甙的结构变化多样，在自然界中它们往往以复杂的同系物存在。许多传统的中草药如人参、远志、麦冬等的有效成分中都含有皂甙。这些有效成分是由多种结构相似的皂甙同系物组成的，它们可以同时起药理作用。但是到目前为止，对于皂甙的合成还局限于传统的上保护基一去保护基的分步方法上，这大大限制了皂甙化合物的合成和筛选过程。近年来Hindsgaul等人发展了用随机糖苷化反应制备三糖库的方法，但是迄今为止，还没有制备皂甙库的报道。因此，发展组合化学的方法从易得的甙元和单糖出发简便地制备含有所有可能同系物的皂甙库是很有意义的。本专利技术的目的是提供。通过化学合成制备含有所有可能同系物的皂甙库，并为如药物筛选等提供新的具有生理活性的化合物库。本专利技术从易得的甙元和单糖出发经过一步随机糖苷化反应或随机酰化与随机糖苷化两步随机化反应联用，再经去除保护基反应制备出具有所有可能性的单糖、二糖、三糖、四糖和五糖的皂甙混合物库，并使用气相色谱一质谱联用的分析方法对其构成进行表征。本专利技术方法制备的皂甙库是一种含有一个糖基到五个糖基的单糖皂甙到五糖皂甙的同系混合物皂甙库，该皂甙库含有如下结构式所述皂甙 上述结构式中，n=0、l、2、3或4，m=3或4，且，n≤m，q=3或4。糖基部分 或L型单糖糖基，如葡萄糖基、甘露糖基、木糖基、岩藻糖基、鼠李糖基或阿拉伯糖基等， 是相同或不同的基团。甙元基Y=甾体甙元基或包括齐墩果酸在内的三萜基，所述的甾体甙元基如薯蓣甙元基、剑麻甙元基、地高辛甙元基、提果甙元基或薯麻甙元基等。本专利技术的方法中，采用单糖基皂甙为原料，在皂甙糖基部分的任意一位或多位羟基处随机连接另外的糖基得到同系列的糖苷化产物。或者由皂甙和酰基给体首先发生随机酰化，采用经随机酰化后的产物作为糖苷化的原料，再进一步发生上述糖苷化反应。糖苷化反应产物经还原脱保护基后得到皂甙库。这个皂甙库共含有1-16种皂甙，每种皂甙的相对摩尔含量在0．5-50％之间。可用两种反应途径完成，反应式简述如下 其中 是单糖基， 是单糖基皂甙，R=甲酰基(Formyl)、乙酰基(Ac)、丁二酰单甲酯基(COCH2CH2COOCH3)、苯甲酰基(Bz)或三甲基乙酰基(Piv)等。R1是含有1-7个碳原子的酰基或苄基，p=0、1、2、3或4，q=3或4，且p或q≤m，n+p≤m，m，n，Y如上所述。本专利技术A方法为两步随机化反应联用再经还原脱除保护基制备皂甙库首先进行随机酰化反应。所用的起始原料为由一个糖基与甙元脱水后通过碳氧共价键相连而成的分子式为 的单糖皂甙，单糖皂甙和酰基给体在至少含有一个氮原子的有机碱催化下，在或不在极性溶剂中，发生酰化反应，使上述单糖皂甙的糖基上的羟基发生部分酰化反应。所用酰基给体是含有1-8个碳原子的酸酐或酰卤及其衍生物，如乙酸酐、丙酸酐、丁二酸酐、丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、乙酰氯、乙酰溴、正丁酰氯、三甲基乙酰氯、苯甲酰卤、对硝基苯甲酰氯。所用有机碱可以是三乙胺(Et3N)、吡啶(Py)、二异丙基乙基胺(DIEA)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)或联二吡啶等。所用单糖皂甙、酰基给体和有机碱的摩尔比是1∶0．5-5∶1-1000，推荐摩尔比为1∶1-2∶1-1000。酰化反应时间为0．5-25小时，反应温度为-20℃至室温。然后进行随机糖苷化反应用上述随机酰化产物作为起始原料，酰化产物和糖基给体在极性溶剂中、促进剂及吸水剂作用下发生随机糖苷化反应，使随机酰化产物中的未被酰化的羟基与糖基给体发生糖苷化。其中酰化产物、糖基给体和促进剂的摩尔比为1∶0．5-8∶0-5，推荐摩尔比是1∶1-4∶0-5，所述促进剂是C1-C6的卤代酰胺、C1-C6的卤代烃基磺酸、C1-C6的卤代烃基磺酸酯、C1-C6的卤代烃基磺酸盐、C1-C6的三甲基硅基卤代磺酸酯、三氟化硼-乙醚或它们的混合物，如N-碘代丁二酰亚胺(NIS)、N-碘代丁二酰亚胺(NIS)-三氟甲磺酸银(AgOTf)混合物、N-碘代丁二酰亚胺(NIS)-三氟甲磺酸(TfOH)混合物、三甲基硅基三氟甲磺酸酯(TMSOTf)、三氟甲磺酸银(AgOTf)、三氟化硼-乙醚(BF3·Et2O)。所用吸水剂是分子筛、硅胶、硅藻土或离子交换树脂，所用糖基给体是由 的异头碳位置经过活化且其它羟基经全保护后的糖基，其分子式为 其中x是卤基、-SEt、-Sph或 R1是含有1-7个碳原子的酰基或苄基， 如前所述。例如全苄基化的鼠李糖硫苷，分子式是 全乙酰化的鼠李糖硫苷，分子式是 全苯甲酰化的鼠李糖三氯亚胺酯，分子式是 全苯甲酰化的鼠李的糖溴苷，分子式是 全苯甲酰化的葡萄糖三氯亚胺酯，分子式是 全苄基化的阿拉伯糖溴或碘苷，分子式是 糖苷化的反应时间为0．5-25小时，反应温度为-20℃至室温。随机酰化或糖苷化反应所用极性溶剂是四氢呋喃(THF)、N，N二甲基甲酰胺(DMF)、吡啶、二氯甲烷或二氧六环等，推荐使用二氯甲烷和二氧六环。糖苷化反应还可加入弱碱淬灭反应，通常可加入NH3、(CH3)3N、(C2H5)3N等淬灭反应。然后取随机糖苷化反应产物，在极性溶剂和液氨中用一价金属还原剂还原，通过脱除糖基受体上随机酰化时所连的酰基以及随机糖苷化所连的糖基给体上的保护基，将上述基团还原为羟基，获得最终产物皂甙库。该还原反应中随机糖苷化产物与还原剂的摩尔比为1∶1-500，每克随机糖苷化产物用1-1000ml的液氨，采用更多量的液氨对反应没有影响。还原反应时间为0．1-2h，所述的一价金属是锂、钠、钾、铷或铯等。本专利技术的方法B为一步随机化反应后经还原脱除保护基制备皂甙库所用起始原料是结构式为 的单糖皂甙，单糖皂甙和糖基给体在极性溶剂中、促进剂及吸水剂作用下发生随机糖苷化反应，生成 随后还原，上述两步反应条件与方法A中的随机糖苷化反应和去保护基的还原反应的相同。由A或B方法所得皂甙混合物再经衍生化制成部分甲基化的阿尔迪醇乙酸酯后，进行气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析，从气相色谱图上可以算出每一组分的相对摩尔含量。将与每组色谱峰相对应的色谱图和标准质谱图相比较，便可知每一组分的化学组成，从而可推知相应皂甙的具体结构。本专利技术首次提供了一种化学合成具有生理活性的皂甙库的方法。随机化反应拓展了皂甙化合物的合成和筛选过程，而且原料易得，方法简便，条件易于控制，大大提高了合成此类化合物的效率，为发现和筛选新的皂甙化合物提供了一种高效、方便的方法，与从天然植物中提取方法相比，具有工业化前景。通过一步或两步随机化反应，不仅可以获得各种类型的皂甙库，而且也可以为如药物筛选等制备新的具有生理活性的化合物库。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有一个糖基到五个糖基的单糖皂甙到五糖皂甙的皂甙库的制备方法，该皂甙库含有如下结构式所述皂甙：＊＊＊，结构式中，ｎ＝０、１、２、３或４，ｍ＝３或４，且，ｎ≤ｍ，ｑ＝３或４，＊＊＊＝Ｄ或Ｌ型单糖糖基，＊＊＊是相同或不同的基团，甙元基Ｙ＝甾体甙元基或包括齐墩果酸在内的三萜基，该皂甙库是由下述（２）和（３）或通过（１）、（２）和（３）的步骤制得：（１）随机酰化反应：单糖皂甙和酰基给体，在或不在极性溶剂中，并用至少含有一个氮原子的有机碱催化酰化，其中上述单糖皂甙、酰基给体 和有机碱的摩尔比依次是１∶０．５－５∶１－１０００，所述的酰基给体是含有１－８个碳原子的酸酐或酰卤，所述单糖皂甙由一个糖基与甙元基通过碳氧共价键相连而成，具有＊＊＊的结构式；（２）随机糖苷化反应：上述单糖皂甙或（１）的酰化产物和糖基给体 在极性溶剂中、促进剂及吸水剂作用下发生随机糖苷化反应，其中单糖皂甙或（１）的酰化产物、糖基给体和促进剂的摩尔比为１∶０．５－８∶０．２－５，其中所述促进剂是Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］的卤代酰胺、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］的卤代烃基磺酸、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］的卤代烃基磺酸酯、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］的卤代烃基磺酸盐、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［６］的三氟甲基硅基卤代磺酸酯、三氟化硼－乙醚或它们的混合物，所述吸水剂是分子筛、硅胶、硅藻土或离子交换树脂，所述糖基给体是异头碳位置经过活化的其余羟基全保护的糖基；（３）去除保护基：在极性溶剂和液氨的存在下将上述（２）的产物用一价金属还原，随机糖苷化产物与还原剂的摩尔比为１∶１－５００，反应时间为０．１－２ｈ；上述随机酰化（１）或糖苷化（２）的反应时间为０．５－２５小时，反应温度为－ ２０℃至室温。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞飚，惠永正，邢国文，李兵，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]