岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有通式Q结构的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇，各取代基基团的定义详见说明书；以硫酸软骨素A盐为原料，依次经过酸解、保护基操作、糖基化，利用多功能基的分子作为分子骨架，合成该糖簇化合物。利用其糖簇效应，可以模拟天然糖胺聚糖的活性，其结构的确定性使其能够应用到医药领域。

【技术实现步骤摘要】
岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇及其制备方法
本专利技术涉及药物化学
，更具体地说，涉及一种岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇及其制备方法、关键中间体，和该多价簇化合物的应用。
技术介绍
岩藻糖基化硫酸软骨素是一类从海参中提取得到的糖胺聚糖，其结构以硫酸软骨素为骨架，同时在醛酸糖的3-位连有岩藻糖分支，并具有不同程度的硫酸化，由此组成三糖重复单元(J.Biol.Chem.1988,263,18176)。岩藻糖基化硫酸软骨素具有抗凝血、抗炎、抗HIV、创伤修复等生物学功能(Carbohydr.Polym.2014,112,173)。其中抗凝血活性具有与肝素类药物不同的机制，大大减小了出血风险(PNatlAcadSciUSA,2015,112,8284)，并且口服有效(Thromb.Haemostasis,2006,96,822)，因而具有较大的发展前景与研究价值。天然提取的聚糖具有血小板减少的副作用，为了解决该问题，发展了多种降解聚糖的方法，包括自由基降解(Food.Chem,2010,122,716)、光化学降解(J.Biol.Chem,2014,289,28284)、β-消除降解(Carbohydr.Polym,2015,127,427)等，保留其抗凝血活性的同时，减少了聚糖的副作用。但是由于提取或者降解方法得到的寡糖具有微观不均一性，且存在污染的风险，因而在质量控制方面难以达到临床用药的要求，大大限制了其成药的转化。因此，通过合成的方法获取有明确结构且纯度较高的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖，是进行更深层次的生物学与药化研究的唯一有效方法。现有技术中，以葡萄糖、N-乙酰氨基半乳糖和岩藻糖为原料，通过常规的保护基操作和糖基化进行寡糖的组装，合成岩藻糖基化硫酸软骨素三糖，从糖砌块算起共16步反应，总收率0.95％(Tetrahedron.Lett,2013,54,3940)，尚有很大优化的空间；以软骨素聚糖为原料，通过岩藻糖基化半合成得到类天然聚糖，但其结构仍存在不确定性(Biomacromolecules,2015,16,2237)。因此，开发新的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖的化学合成方法具有重要意义。此外，研究表明岩藻糖基化硫酸软骨素的抗凝血活性与其分子量大小正相关(J.Biol,Chem,2014,289,28284)，并且岩藻糖侧链的硫酸化模式显著影响其活性，研究表明以岩藻糖侧链2,4-O-硫酸化结构的抗凝血活性最好(Carbohydr.Polym,2011,83,688)。但是目前所有的研究结果均是基于提取或者降解方法得到的寡糖，其结构具有微观不均一性，因而无法得出确切的结论和明确的构效关系。将合成来源的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖组装成结构明确的多价物，可以根据需要调整其硫酸化模式，探究不同硫酸化模式对其抗凝血活性的影响；并且便于通过更改骨架改变糖簇价数，从而调整糖簇分子量大小，对于促进岩藻糖基化硫酸软骨素的药化研究具有重要意义。
技术实现思路
：本专利技术人以较廉价的硫酸软骨素A盐为原料，通过酸解获得软骨素骨架二糖、化学修饰得到岩藻糖基化硫酸软骨素三糖，同时，制备了具有抗凝血活性的糖簇化合物，克服了现有技术存在的不足。本专利技术的第一个目的是提供一种岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇。本专利技术的第二个目的是提供上述岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇的制备方法。本专利技术的第三个目的提供上述岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇的中间体化合物。本专利技术的第四个目的是提供包含上述岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇的药物组合物。本专利技术的第五个目的是提供上述岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇的应用。具体地说，在本专利技术的实施方案中，本专利技术的提供了一种如通式Q所示的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇：其中，n为2-15的整数，优选地，n为2、3、4、6、8、9；R4选自C1-C10脂肪族烷烃亚基，C1-C10脂肪族烯烃亚基，或-(CH2)m-(OCH2CH2)p-，这里m，p为1-10的整数；优选地，选自C1-C10脂肪族烷烃亚基；T为三氮唑基，即如下基团Y为糖簇的多官能团支架，即带有多个羟基的树枝状分子；优选地，选自下式中的一种：R2选自氢、C1-C10脂肪族烷基、未取代的苯基或取代的苯基，更优选地，选自甲基；R13、R14和R15各自独立地选自H、或-SO3Na。在本专利技术的特别优选实施方案中，本专利技术提供的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇，选自：这里，Ac为乙酰基。第二方面，在本专利技术的实施方案中，本专利技术的提供了上述岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇的合成方法，包括如下步骤：(1)式A化合物(即硫酸软骨素M盐)在无机酸溶液中，加热水解得到式B化合物；其中，q为正整数；(2)式B化合物在无机酸的醇R1OH溶液中进行酯化反应，得到式C化合物；(3)采用酸酐R2-C(O)-O-C(O)-R2，在碱性条件下对式C化合物的氨基和其余的所有羟基进行酰化保护，得到式D化合物；(4)式D化合物在酸催化下得到噁唑啉E；(5)式E化合物在酸存在下，在有机溶剂中，与醇R3-R4-OH反应，得到式F化合物；(6)式F化合物在酸或碱的R1OH溶液中，脱去式F化合物上所有O原子上的酰基，得到式G化合物；(7)式G化合物在R5C(O)H或R5C(O)H缩二脂肪醇的存在下，在酸催化下选择性保护式G化合物的4,6二羟基，得到式H化合物；(8)式H化合物在无机碱存在的条件下脱除羧酸酯基，得到式I化合物；(9)式I化合物在酸酐R6-O-R6的作用下，环合得到式J化合物；(10)式J化合物在碱的催化下，在R1OH溶液中打开内酯环，得到式K化合物；(11)式K化合物在酸催化作用下，与岩藻糖供体式L化合物反应得到式M化合物；(12)式M化合物在酸作用下脱除氨基半乳糖4,6-OH保护，然后选择性脱除保护基R7，或者保护基R7和R9，或者保护基R7和R8，或者保护基R7、R8和R9，得到式N化合物；或者，式M化合物选择性脱除保护基R7，或者保护基R7和R9，或者保护基R7和R8，或者保护基R7、R8和R9；再在酸作用下脱除氨基半乳糖4,6-OH保护，得到式N化合物；或者，式M化合物选择性脱除保护基R7，或者保护基R7和R9，或者保护基R7和R8；再与酰氯或酸酐反应，使得脱除R7、或R7和R9、或R7和R8后羟基被保护；然后选择性脱除R8和/或R9；最后，在酸作用下脱除氨基半乳糖4,6-OH保护，得到式N化合物；(13)式N化合物经过硫酸化与脱保护操作得到式O化合物；(14)式O化合物在Cu(I)即碘化亚铜或者硫酸铜/L-抗坏血酸钠催化下，与多分支骨架结构进行点击化学反应得到通式Q化合物；在上述合成方法中，涉及化合物的取代基定义如下：式Q化合物中，n为2-15的整数，优选地，n为2、3、4、6、8、9；R4选自C1-C10脂肪族烷烃亚基，C1-C10脂肪族烯烃亚基，或-(CH2)m-(OCH2CH2)p-，这里m，p为1-10的整数；优选地，选自C1～C10脂肪族烷烃亚基；T为三氮唑基即如下基团Y为糖簇的多官能团支架，即带有多个羟基的树枝状分子；优选地，选自下式中的一种：R1OH、式C-式H化合物、式K化合物、式M化合物和式N化合物中，R1选自未取代的苄基或取代的苄基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、或烯丙基；这里，所述取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种如通式Q所示的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇：

【技术特征摘要】
2017.05.05 CN 20171031313761.一种如通式Q所示的岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇：其中，n为2-15的整数，优选地，n为2、3、4、6、8、9；R4选自C1-C10脂肪族烷烃亚基，C1-C10脂肪族烯烃亚基，或-(CH2)m-(OCH2CH2)p-，这里m，p为1-10的整数；优选地，选自C1-C10脂肪族烷烃亚基；T为三氮唑基即如下基团Y为糖簇的多官能团支架，即带有多个羟基的树枝状分子；优选地，选自下式中的一种：R2选自氢、C1-C10脂肪族烷基、未取代的苯基或取代的苯基，更优选地，选自甲基；R13、R14和R15各自独立地选自H、或-SO3Na。2.如权利要求1所述的寡糖糖簇，所述寡糖糖簇选自糖簇G1、糖簇G2、糖簇G3、糖簇G4、糖簇G5、糖簇G6和糖簇G7中的一种。3.权利要求1所述的寡糖糖簇的合成方法，所述方法包括如下步骤：(1)式A化合物即硫酸软骨素M盐，在无机酸溶液中，加热水解得到式B化合物；其中，q为正整数；(2)式B化合物在无机酸的醇R1OH溶液中进行酯化反应，得到式C化合物；(3)采用酸酐R2-C(O)-O-C(O)-R2，在碱性条件下对式C化合物的氨基和其余的所有羟基进行酰化保护，得到式D化合物；(4)式D化合物在酸催化下得到噁唑啉E(5)式E化合物在酸存在下，在有机溶剂中，与醇R3-R4OH反应，得到式F化合物；(6)式F化合物在酸或碱的R1OH溶液中，脱去式F化合物上所有O原子上的酰基，得到式G化合物；(7)式G化合物在R5C(O)H或R5C(O)H缩二脂肪醇的存在下，在酸催化下选择性保护式G化合物的4,6二羟基，得到式H化合物；(8)式H化合物在无机碱存在的条件下脱除羧酸酯基，得到式I化合物；(9)式I化合物在酸酐R6-O-R6的作用下，环合得到式J化合物；(10)式J化合物在碱的催化下，在R1OH溶液中打开内酯环，得到式K化合物；(11)式K化合物在酸催化作用下，与岩藻糖供体式L化合物反应得到式M化合物；(12)式M化合物在酸作用下脱除氨基半乳糖4,6-OH保护，然后选择性脱除保护基R7，或者保护基R7和R9，或者保护基R7和R8，或者保护基R7、R8和R9，得到式N化合物；或者，式M化合物选择性脱除保护基R7，或者保护基R7和R9，或者保护基R7和R8，或者保护基R7、R8和R9；再在酸作用下脱除氨基半乳糖4,6-OH保护，得到式N化合物；或者，式M化合物选择性脱除保护基R7，或者保护基R7和R9，或者保护基R7和R8；再与酰氯或酸酐反应，使得脱除R7、或R7和R9、或R7和R8后羟基被保护；然后选择性脱除R8和/或R9；最后，在酸作用下脱除氨基半乳糖4,6-OH保护，得到式N化合物；(13)式N化合物经过硫酸化与脱保护操作得到式O化合物；(14)式O化合物在碘化亚铜或者硫酸铜/L-抗坏血酸钠催化下，与多分支骨架结构进行点击化学反应得到通式Q化合物；在上述合成方法中，涉及化合物的取代基定义如下：式Q化合物中，n为2-15的整数，优选地，n为2、3、4、6、8、9；R4选自C1-C10脂肪族烷烃亚基，C1-C10脂肪族烯烃亚基，或-(CH2)m-(OCH2CH2)p-，这里m，p为1-10的整数；优选地，选自C1～C10脂肪族烷烃亚基；T为三氮唑基即如下基团Y为糖簇的多官能团支架，即带有多个羟基的树枝状分子；优选地，选自下式中的一种：R1OH、式C-式H化合物、式K化合物、式M化合物和式N化合物中，R1选自未取代的苄基或取代的苄基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、或烯丙基；这里，所述取代的苄基是指苯环被一个或两个以上取代基所取代，所述取代基选自卤素、硝基、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4烷氧基；并且，任选地，所述取代基在苯环的任意位置；优选地，R1选自甲基、乙基、烯丙基、苄基，4-甲氧基苄基，更优选地选自甲基、乙基、苄基；R2-C(O)-O-C(O)-R2、式D-式K化合物、式M-式O化合物以及通式Q中，R2选自氢、C1-C10脂肪族烷基，未取代的苯基或取代的苯基，更优选地，选自甲基；R3-R4-OH、式F-式K化合物、式M-式O化合物以及通式Q中，R4选自C1-C10脂肪族烷烃亚基，C1-C10脂肪族烯烃亚基，或-(CH2)m-(OCH2CH2)p-，这里m，p为1-10的整数；优选地，选自C1-C10脂肪族烷烃亚基；R3选自叠氮基、炔基、生物素、取代的氨基、醛基、巯基；所述取代的氨基是指被保护基保护的氨基，所述保护基选自苄氧羰酰基、叔丁氧羰酰基、三氯乙酰基、或三氟乙酰基；优选地，R3-R4-为N3-(CH2)6-；R5C(O)H或R5C(O)H缩二脂肪醇、式H-式K化合物以及式M化合物中，R5选自未取代的苯基或取代的苯基，这里，所述取代的苯基是指苯环被一个或两个以上取代基所取代，所述取代基选自卤素、硝基、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4烷氧基；并且，任选地，所述取代基在苯环的任意位置；优选地，R5选自苯基，4-甲氧基苯基，4-氯代苯基、或4-溴代苯基，更优选地，选自苯基，或4-甲氧基苯基；酸酐R6-O-R6、式J、式K、式M和式N化合物中，R6选自未取代的脂肪族酰基、未取代的苯甲酰基或取代的苯甲酰基；这里，所述未取代的脂肪族酰基是指C2-C6烷酰基；所述取代的苯甲酰基是指苯环被一个或两个以上的取代基所取代，所述取代基选自卤素、硝基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基；并且，任选地，所述取代基在苯环的任意位置；优选地，R6选自乙酰基、苯甲酰基、乙酰丙酰基、4-氯代苯甲酰基、或4-溴代苯甲酰基，更优选地选自乙酰基、或苯甲酰基；式L和式M化合物中，R7选自未取代苄基或者取代的苄基；所述取代的苄基是指苯环被一个或两个以上的取代基所取代，所述取代基选自卤素、硝基、C1-C4烷基、或C1-C4卤代烷基、C1-C4烷氧基；并且，任选地，所述取代基在苯环的任意位置；优选地，R7选自苄基或者对甲氧苄基；式L和式M化合物中，R8和R9各自独立的选自未取代的脂肪族酰基或取代的脂肪族酰基、未取代的苯甲酰基或取代的苯甲酰基、未取代苄基或者取代的苄基；这里，所述未取代的脂肪族酰基是指C2-C6烷酰基；所述取代的脂肪族酰基是指未取代的脂肪族酰基上的氢被卤素、和/或C1-C4烷酰基所取代；所述取代的苯甲酰基是指苯环被一个或两个以上的取代基所取代，这里的取代基选自卤素、硝基、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4烷氧基；并且，任选地，所述取代基在苯环的任意位置；所述取代的苄基是指苯环被一个或两个以上的取代基所取代，这里的取代基选自卤素、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中军，张肖，姚望，沙勐，孟祥豹，李树春，李庆，娄清华，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11