一种含有炔丙基的木糖及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种含有炔丙基的木糖及其制备方法，该方法以D‑木糖为原料，将其进行全乙酰基保护，将得到的化合物的异头位引入对硝基苯氧基，然后脱除乙酰基得到化合物A；将得到的化合物A的2位或3位或4位上引入叔丁基二甲基，得到化合物B、化合物C和化合物D，并且将其分离；分别对化合物B、化合物C和化合物D的羟基进行乙酰基保护，然后脱除叔丁基二甲基，分别在2位、3位和4位上引入炔丙基，得到含有炔丙基的木糖。本发明专利技术所公开的方法通过使用叔丁基二甲基(TBS)占位的方法首次使炔丙基选择性的连接到木糖上，为此木糖后续连接到蛋白质或氨基酸提供了平台，为以后的生物学研究打下了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种含有炔丙基的木糖及其合成方法
本专利技术涉及一种糖化学
，特别涉及一种含有炔丙基的木糖及其合成方法。
技术介绍
木糖是一种戊糖，天然D-木糖是以多糖的形态存在于植物中。它们特别是在农产品的废弃部分(例如玉米的穗轴、秸秆、棉桃的外皮)中含量很多。木糖是自然界中第二丰富的糖。深入了解木糖对人类认识、改造自然有重要的帮助。自古以来人们对它的利用法就有很大兴趣。其高效发酵被认为是将可再生生物质资源转化为生物燃料和其他化学品的关键因素。木糖也存在于动物肝素、软骨素和糖蛋白中，它是某些糖蛋白中糖链与丝氨酸(或苏氨酸)的连接单位。炔丙基是通过点击化学连接蛋白质或者氨基酸的重要纽带，针对性地在木糖的2位、3位或4位上引入炔丙基，可以为后续的生物学研究提供基础。以往在合成木糖时，因为木糖的2位、3位和4位的羟基的化学环境大致相似，活性十分相近，难以针对特定位置引入保护基。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种含有炔丙基的木糖及其合成方法，以达到可针对性地在木糖的2位、3位或4位引入炔丙基，为后续的生物学研究提供基础的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种含有炔丙基的木糖，该木糖具有以下结构式：其中，R1为炔丙基时，R2＝Ac，R3＝Ac；R2为炔丙基时，R1＝Ac，R3＝Ac；R3为炔丙基时，R1＝Ac，R2＝Ac。一种含有炔丙基的木糖的合成方法，包括如下步骤：(1)以D-木糖为原料，将其进行全乙酰基保护，将得到的化合物的异头位引入对硝基苯氧基，然后脱除乙酰基得到化合物A；(2)将得到的化合物A的2位或3位或4位上引入叔丁基二甲基，得到化合物B、化合物C和化合物D，并且将其分离；(3)分别对化合物B、化合物C和化合物D的羟基进行乙酰基保护，然后脱除叔丁基二甲基，分别在2位、3位和4位上引入炔丙基，得到含有炔丙基的木糖。上述方案中，步骤(1)的具体方法如下：以天然D-木糖，即化合物1为原料，将其溶于乙酸酐中，加入乙酸钠回流1-6小时，将D-木糖全乙酰基保护，得到化合物2；再将化合物2溶于二氯甲烷中，加入对硝基苯酚和三氟化硼乙醚，在0℃下反应1-6小时，在其异头位上引入对硝基苯氧基，得到化合物3，再将化合物3溶于甲醇、水、三乙胺混合溶液中，室温搅拌2-6小时，脱除其2位、3位和4位上的乙酰基，裸露出羟基，得到化合物A；反应过程如下式所示：上述方案中，步骤(2)的具体方法如下：将化合物A溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入叔丁基二甲基氯硅烷和咪唑，在其2位或3位或4位上引入叔丁基二甲基，即可得到化合物B、化合物C和化合物D，通过叔丁基二甲基在不同位置引起的极性的不同，将化合物B、化合物C和化合物D分离；反应过程如下式所示：上述方案中，步骤(3)中对化合物B的处理方法如下：将化合物B溶于乙酸酐、吡啶中，室温搅拌2-6小时，将其3位和4位进行乙酰基保护，即可得到化合物4，将化合物4溶于四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵和乙酸，室温搅拌过夜，脱除2位上的叔丁基二甲基，得到化合物5，将化合物5溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入氢化钠和1-溴丙炔，室温反应过夜，在2位引入炔丙基，得到含有炔丙基的木糖E；反应过程如下式所示：上述方案中，步骤(3)中对化合物C的处理方法如下：将化合物C溶于乙酸酐、吡啶中，室温搅拌2-6小时，将其2位和4位进行乙酰基保护，即可得到化合物6，将化合物6溶于四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵和乙酸，室温搅拌过夜，脱除3位上的叔丁基二甲基，得到化合物7，将化合物7溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入氢化钠和1-溴丙炔，室温反应过夜，在3位引入炔丙基，得到含有炔丙基的木糖F；反应过程如下式所示：上述方案中，步骤(3)中对化合物D的处理方法如下：将化合物D溶于乙酸酐、吡啶中，室温搅拌2-6小时，将其2位和3位进行乙酰基保护，即可得到化合物8，将化合物8溶于四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵和乙酸，室温搅拌过夜，脱除4位上的叔丁基二甲基，得到化合物9，将化合物9溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入氢化钠和1-溴丙炔，室温反应过夜，在4位引入炔丙基，得到含有炔丙基的木糖G；反应过程如下式所示：通过上述技术方案，本专利技术提供的一种含有炔丙基的木糖及其合成方法通过使用叔丁基二甲基(TBS)占位的方法首次使炔丙基选择性的连接到木糖上，为此木糖后续连接到蛋白质或氨基酸提供了平台，为以后的生物学研究打下了基础。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了一种含有炔丙基的木糖，具体如下三种结构式：其合成方法具体如下：1.化合物A的制备：上式中，Ac2O表示乙酸酐，AcONa表示乙酸钠，reflux表示回流加热，BF3·Et2O表示三氟化硼乙醚，p-Nitrophenol表示对硝基苯酚，DCM表示二氯甲烷，MeOH表示甲醇，H2O表示水，Et3N表示三乙胺。(a)将无水乙酸钠(27.3g，333.3mmol)置于100mL圆底烧瓶中，加入乙酸酐(150mL)，140℃回流，待烧瓶中的固体全部溶解后，加入化合物1(5.0g，66.6mmol)，继续回流4h。TLC检测反应完成后，将溶液倒入冰水混合物中，继续搅拌1h，期间析出大量白色晶体，减压过滤后得到白色固体，使用甲醇重结晶，得到白色固体化合物2(10.2g)，产率97％。(b)首先将200mg的粉末状分子筛活化，再将分子筛和化合物2(5.0g)置于圆底烧瓶中，在Ar保护的条件下，加入无水DCM(50mL)溶解固体，待固体全部溶解后，室温搅拌30min，再移至0℃下，加入对硝基苯酚(4.36g，31.4mmol)，溶液逐渐变黄，再缓慢加入三氟化硼乙醚(11.1mL)，0℃搅拌4h。TLC检测反应完全后，继续搅拌，加入饱和碳酸氢钠水溶液至无气泡产生，加入DCM(50mL)萃取有机相，使用饱和食盐水(30mL)洗涤一次有机相，加入无水硫酸钠干燥有机相，减压过滤后使用旋转蒸发仪浓缩，粗产物使用硅胶柱(200-300目)纯化后得到无色固体化合物3(2.8g，45％)。(c)室温条件下，将化合物3(1.8g，2.9mmol)置于圆底烧瓶中，加入甲醇(40mL)溶解固体，再加入水(5mL)和三乙胺(5mL)，室温搅拌过夜，TLC检测反应完全后，使用旋转蒸发仪除去绝大部分液体，然后加入甲苯继续旋蒸除去剩余的三乙胺，最后使用油泵抽干，得到无色油状化合物A(1.1g)，产率90％。2.化合物B、C、D的制备：上式中，Imidazole表示咪唑，TBSCl表示叔丁基二甲基氯硅烷，DMF表示N，N-二甲基甲酰胺。首先将100mg的粉末状分子筛活化，再将分子筛和化合物A(1.1g，4.1mmol)置于圆底烧瓶中，加入咪唑(680mg，10.2mmol)，在Ar保护的条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有炔丙基的木糖，其特征在于，该木糖具有以下结构式：/n

【技术特征摘要】
1.一种含有炔丙基的木糖，其特征在于，该木糖具有以下结构式：



其中，R1为炔丙基时，R2＝Ac，R3＝Ac；
R2为炔丙基时，R1＝Ac，R3＝Ac；
R3为炔丙基时，R1＝Ac，R2＝Ac。


2.一种如权利要求1所述的含有炔丙基的木糖的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以D-木糖为原料，将其进行全乙酰基保护，将得到的化合物的异头位引入对硝基苯氧基，然后脱除乙酰基得到化合物A；
(2)将得到的化合物A的2位或3位或4位上引入叔丁基二甲基，得到化合物B、化合物C和化合物D，并且将其分离；
(3)分别对化合物B、化合物C和化合物D的羟基进行乙酰基保护，然后脱除叔丁基二甲基，分别在2位、3位和4位上引入炔丙基，得到含有炔丙基的木糖。


3.根据权利要求2所述的一种含有炔丙基的木糖的合成方法，其特征在于，步骤(1)的具体方法如下：
以天然D-木糖，即化合物1为原料，将其溶于乙酸酐中，加入乙酸钠回流反应1-6小时，将D-木糖全乙酰基保护，得到化合物2；再将化合物2溶于二氯甲烷中，加入对硝基苯酚和三氟化硼乙醚，在0℃下反应1-6小时，在其异头位上引入对硝基苯氧基，得到化合物3，再将化合物3溶于甲醇、水、三乙胺混合溶液中，室温搅拌2-6小时，脱除其2位、3位和4位上的乙酰基，裸露出羟基，得到化合物A；反应过程如下式所示：





4.根据权利要求2所述的一种含有炔丙基的木糖的合成方法，其特征在于，步骤(2)的具体方法如下：
将化合物A溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入叔丁基二甲基氯硅烷和咪唑，在其2位或3位或4位上引入叔丁基二甲基，即可得到化合物B、化合物C和化合物D，通过叔丁基二甲基在不同位置引起的极...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋振宁，蔡峰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37