新型碳苷糖類維生素D2衍生物的合成

戴煥然, 方志杰

(南京理工大學，化工學院，江蘇 南京　210094)

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·研究論文·

新型碳苷糖類維生素D2衍生物的合成

戴煥然, 方志杰*

(南京理工大學，化工學院，江蘇 南京210094)

以D-葡萄糖為原料，經碳苷化反應，酰化反應和脯氨酸-DIPEA催化的aldol反應制得2個碳苷糖[1-(4′-羥基苯基)-4-C-β-四乙酰基葡萄糖基-3-烯-2-酮(5a)和1-(3-羥基苯基)-4-C-β-四乙酰基葡萄糖基-3-烯-2-酮(5b)]； 5與琥珀酸維生素D2經Steglich酯化反應合成了2個新型碳苷糖類維生素D2衍生物，其結構經1H NMR，13C NMR和HR-ESI-MS表征。

脯氨酸-DIPEA; aldol反應; 碳苷糖; 維生素D2衍生物； 合成

糖是具有重要生物活性的碳水化合物。糖分子中糖氧苷(O-glycosides)鍵中的氧被碳取代之后被稱為糖碳(C-glycosides)[1]。大多數碳苷糖均從天然產物中提取，人工合成的糖碳苷化合物是氧苷的類似物，但其具有區別于氧苷的特性，如對于酸和酶較穩定，是重要的糖苷酶抑制劑[2]。由于糖碳苷具有良好的生物相容性，廣泛應用于生物醫藥方面，因此，碳苷化合物的研究與開發為近年來科研工作者們的工作熱點之一[3-4]。研究表明，部分乙酰基碳苷糖類藥物對于人體human CAⅡ細胞具有明顯的抑制活性[5-7]。

維生素是一類具有良好生物相容性，可被生物降解且無毒的天然產物，具有調節生物進程的重要作用。研究表明，以維生素D2為藥物載體通過琥珀酸酯鍵鍵連的乙二醇殼聚糖，能夠較好的分散在水溶液中，其釋放水平可根據酸堿度來調控[8-9]。此外，經維生素D2通過琥珀酸酯鍵鍵連的紫杉醇、PI103、阿霉素等藥物已開發出來，具有良好的抗癌活性也已得到驗證[10]。

為完善本課題組對碳水化合物和維生素D2衍生物的研究[11-13]，本文以D-葡萄糖為原料，與乙酰丙酮經碳酸鈉催化碳苷化反應制得1-C-(β-D-吡喃葡萄糖基)-丙酮(2)； 2經酰化反應后，在脯氨酸-DIPEA催化下與對(或間)羥基苯甲醛(4a或4b)經aldol反應制得2個碳苷糖[1-(4′-羥基苯基)-4-C-β-四乙酰基葡萄糖基-3-烯-2-酮(5a)和1-(3′-羥基苯基)-4-C-β-四乙酰基葡萄糖基-3-烯-2-酮(5b)]； 5與琥珀酸維生素D2(1)經Steglich酯化反應合成了兩個新型碳苷糖修飾的維生素D2衍生物(6a和6b, Scheme 1)，其結構經1H NMR,13C NMR和HR-ESI-MS表征。并優化了aldol反應的反應條件。

Scheme 1

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

X-5型顯微熔點儀(溫度未校正)； Bruker AV-500型, Varian XL-200型和Bruker AV-300型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標；D2O為溶劑時，無內標)； Agilent 1290 Infinity LC/6460 QQQ MS型高分辨質譜儀; Waters Quattro Premier XE型質譜儀。

[9-10]方法合成【收率64.10%；1H NMRδ：6.20(d,J=11.2 Hz, 1H), 6.02(d,J=11.2 Hz, 1H), 5.23～5.14(m, 2H), 5.05(s, 1H), 4.98(m, 1H), 4.83(s, 1H), 2.85～2.76(m, 1H), 2.69～2.60(m, 4H), 2.56(m, 1H), 2.43～2.32(m, 2H), 2.19(ddd,J=13.5 Hz, 9.0 Hz, 4.6 Hz, 1H), 2.04～1.93(m, 4H), 1.84(dt,J=13.1 Hz, 6.4 Hz, 1H), 1.78～1.62(m, 5H), 1.58～1.40(m, 5H), 1.33～1.26(m, 3H), 1.01(d,J=6.6 Hz, 3H), 0.91(d,J=6.8 Hz, 3H), 0.82(t,J=7.2 Hz, 6H), 0.54(s, 3H); ESI-MSm/z: 495.20 {[M-H]-}】;維生素D2(98%)，四川省玉鑫藥業有限公司；N,N-二異丙基乙胺(DIPEA)，天津希恩思生化科技有限公司；二氯甲烷和 THF，三乙胺用前經干燥蒸餾純化；其余所用試劑均為分析純。

1.2合成

(1) 2的合成

在單口瓶中依次加入D-葡萄糖5.0 g(27 mmol)，碳酸氫鈉3.7 g，乙酰丙酮6 mL和水30 mL，攪拌下回流(90 ℃)反應至終點(TLC跟蹤)。冷卻至室溫，用二氯甲烷洗去乙酰丙酮后用732陽離子交換樹脂調至pH 6，過濾，濾液旋蒸除溶得黃色黏稠物2 5.25 g，收率86%；1H NMRδ: 3.76(dd,J=12.3 Hz, 1.5 Hz, 1H), 3.70(ddd,J=9.5 Hz, 3.2 Hz, 3.2 Hz, 1H), 3.59(dd,J=12.3 Hz, 5.1 Hz, 1H), 3.40(t,J=8.7 Hz, 1H), 3.28～3.19(m, 2H), 3.14(t,J=9.3 Hz, 1H), 2.93(dd,J=16.5 Hz, 3.0 Hz, 1H), 2.63(dd,J=16.5 Hz, 9.0 Hz, 1H), 2.19(s, 3H)； ESI-MSm/z: 221.2 {[M+H]+}。

(2) 3的合成

在反應瓶中依次加入2 3.0 g(13.6 mmol)， DMAP 100 mg(0.82 mmol)，三乙胺14 mL和二氯甲烷20 mL，攪拌使其溶解；冰浴冷卻下緩慢加入乙酸酐14 mL，加畢，緩慢升至室溫，反應過夜。加入碳酸氫鈉溶液50 mL淬滅反應，用二氯甲烷(3×30 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鈉干燥，旋蒸除溶，用乙醇重結晶得白色粉末3 1.23 g，收率71%，m.p.47～49 ℃;1H NMRδ：5.33(dd,J=3.0 Hz, 1.0 Hz, 1H), 5.04～4.91(m, 2H), 4.04～3.78(m, 4H), 2.69(dd,J=16.5 Hz, 9.0 Hz, 1H), 2.40(dd,J=16.5 Hz, 3.0 Hz, 1H), 2.09(s, 3H), 2.06(s, 3H), 1.95(s, 3H), 1.94(s, 3H), 1.89(s, 3H);13C NMRδ：205.4, 170.5, 170.3, 170.2, 170.1, 74.5, 74.4, 72.0, 69.1, 67.8, 61.6, 45.6, 31.2, 20.9, 20.8, 20.7; ESI-MSm/z: 389.14 {[M+H]+}。

(3) 5的合成(以5a為例)

反應瓶中加入3 200 mg(0.515 mmol)，脯氨酸12 mg(0.10 mmol)， DIPEA 0.5 mL， 4a 120 mg(0.98 mmol)和甲醇25 mL，攪拌下于40 ℃反應過夜。用二氯甲烷(3×30 mL)萃取，合并有機相，旋蒸除溶后經硅膠柱層析[洗脫劑：A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=1 ∶1]純化得白色固體5a 222.5 g。

用類似方法合成白色固體5b。

5a：收率87.8%, m.p.176～177 ℃;1H NMR(200 MHz, CDCl3)δ: 7.50(d,J=16.1 Hz, 1H), 7.43(d,J=8.6 Hz, 2H), 6.97(s, 1H), 6.87(d,J=8.6 Hz, 2H), 6.59(d,J=16.1 Hz, 1H), 5.24(t,J=9.2 Hz, 1H), 5.10(d,J=9.8 Hz, 1H), 5.00(dd,J=13.6 Hz, 5.5 Hz, 1H), 4.27(dd,J=12.4 Hz, 4.8 Hz, 1H), 4.13(ddd,J=11.1 Hz, 9.1 Hz, 3.9 Hz, 1H), 4.03(dd,J=12.4 Hz, 2.1 Hz, 1H), 3.72(ddd,J=9.8 Hz, 4.8 Hz, 2.1 Hz, 1H), 3.01(dd,J=16.3 Hz, 8.3 Hz, 1H), 2.67(dd,J=16.3 Hz, 3.2 Hz, 1H), 2.03(s, 3H), 2.02(s, 3H), 2.01(s, 3H), 2.01(s, 3H);13C NMRδ: 196.84, 171.16, 170.59, 170.41, 169.94, 159.18, 144.42, 130.75, 126.67, 123.84, 116.34, 75.89, 74.45, 74.37, 71.98, 68.74, 62.31, 42.57, 20.95, 20.95, 20.85(2C); HR-ESI-MSm/z: Calcd for C24H28O11[M+] 492.163 2, found 492.163 0。

5b：收率 71%, m.p.152～153 ℃;1H NMRδ: 7.50(d,J=16.2 Hz, 1H), 7.27(dd,J=9.2 Hz, 6.5 Hz, 1H), 7.07(t,J=4.4 Hz, 2H), 6.91～6.82(m, 1H), 6.71(d,J=16.2 Hz, 1H), 6.69(s, 1H), 5.22(d,J=9.2 Hz, 1H), 5.11(d,J=9.8 Hz, 1H), 4.96(d,J=9.3 Hz, 1H), 4.27(dd,J=12.4 Hz, 4.7 Hz, 1H), 4.11(ddd,J=9.7 Hz, 8.6 Hz, 2.8 Hz, 1H), 4.05(dd,J=12.4 Hz, 2.2 Hz, 1H), 3.73(ddd,J=9.7 Hz, 4.7 Hz, 2.2 Hz, 1H), 3.02(dd,J=16.3 Hz, 8.6 Hz, 1H), 2.68(dd,J=16.3 Hz, 3.1 Hz, 1H), 2.04(s, 3H), 2.03(s, 3H), 2.02(s, 3H), 2.01(s, 3H)；13C NMRδ: 196.99, 171.27, 170.63, 170.37, 169.95, 156.83, 144.22, 135.79, 130.44, 126.46, 121.29, 118.46, 114.86, 75.84, 74.40, 74.30, 71.84, 68.67, 62.29, 42.74, 20.96, 20.93, 20.88(2C); HR-ESI-MSm/z: Calcd for C24H28O11[M+] 492.163 2, found 492.165 1。

(4) 6的合成(以6a為例)

單口瓶中加入1 253 mg(0.51 mmol)， 5a 250 mg(0.51 mmol)，二環己基碳二亞胺(DCC)212 mg， DMAP 120 mg和二氯甲烷25 mL，攪拌使其溶解，于室溫反應過夜。旋蒸除溶后經硅膠柱層析(洗脫劑：A=10 ∶1)得淡黃色固體6a 254 mg。

用類似方法合成淡黃色固體6b。

6a：收率50.1%, m.p.79～81 ℃;1H NMR(500 MHz, CDCl3)δ：7.61～7.54(m, 2H), 7.52(s, 1H), 7.16(d,J=8.3 Hz, 2H), 6.70(d,J=16.2 Hz, 1H), 6.21(d,J=11.3 Hz, 1H), 6.03(d,J=11.4 Hz, 1H), 5.28～5.12(m, 3H), 5.10～5.04(m, 4H), 4.84(s, 1H), 4.32～3.95(m, 6H), 3.73(d,J=6.8 Hz, 1H), 3.51(s, 2H), 3.11～3.02(m, 1H), 2.88(d,J=6.4 Hz, 2H), 2.92～2.71(m, 5H), 2.46～2.32(m, 2H), 2.02(dd,J=12.5 Hz, 6.1 Hz, 14H), 1.70(s, 7H), 1.35～1.30(m, 6H), 1.04～0.99(m, 3H), 0.92(d,J=6.7 Hz, 3H), 0.84(t,J=7.2 Hz, 6H), 0.56(s, 2H)；13C NMR(126 MHz, CDCl3)δ：196.16, 171.66, 170.81, 170.42, 170.16, 169.74, 152.65, 144.67, 142.77, 142.68, 135.78, 134.30, 132.13, 129.74, 129.03, 126.47, 122.73, 122.42, 117.64, 112.99, 75.95, 74.38, 72.58, 71.89, 68.69, 62.22, 56.63, 49.31, 46.02, 42.99, 42.85, 42.26, 40.56, 34.18, 33.28, 32.28, 32.08, 31.62, 29.87, 29.55, 29.23, 27.97, 25.80, 25.13, 23.74, 22.87, 22.38, 21.28, 20.81, 20.13, 19.82, 19.34, 17.76, 14.29, 12.40; ESI-MSm/z: 1 005.50 {[M+Cl]-}。

6b：收率51.1%, m.p.77～80 ℃;1H NMRδ：7.72(dd,J=5.4 Hz, 3.4 Hz, 1H), 7.56～7.51(m, 1H), 7.40(d,J=4.9 Hz, 2H), 7.29(s, 1H), 7.15(d,J=4.3 Hz, 1H), 6.71(d,J=16.2 Hz, 1H), 6.20(d,J=11.1 Hz, 1H), 6.02(d,J=11.2 Hz, 1H), 5.20(m, 4H), 5.10～4.95(m, 4H), 4.83(s, 1H), 4.18～3.95(m, 6H), 3.73～3.68(m, 1H), 3.48(dd,J=10.9 Hz, 7.5 Hz, 2H), 2.98(d,J=8.4 Hz, 1H), 2.91～2.83(m, 2H), 2.76～2.69(m, 3H), 2.58(d,J=14.3 Hz, 2H), 2.43～2.35(m, 2H), 2.02～1.92(m, 14H), 1.69～1.55(m, 8H), 1.29 ～1.20(m, 3H), 0.98(d,J=6.7 Hz, 3H), 0.91(d,J=6.8 Hz, 2H), 0.82～0.75(m, 6H), 0.54(s, 3H)；13C NMRδ：194.89, 170.50, 169.78, 169.63, 169.22, 168.93, 168.54, 155.79, 143.52, 141.48, 134.61, 133.13, 130.96, 129.91, 129.01, 127.85, 126.04, 125.01, 122.85, 121.55, 120.04, 116.47, 111.80, 74.78, 73.20, 73.09, 71.37, 70.79, 70.71, 67.52, 61.04, 55.46, 48.14, 44.84, 41.81, 41.09, 39.41, 32.95, 32.10, 31.10, 30.91, 28.68, 28.36, 28.05, 26.78, 24.63, 23.94, 23.70, 22.56, 21.20, 20.11, 19.62, 18.95, 18.64, 18.16, 16.58, 11.25; ESI-MSm/z: 993.58 {[M+Na]+}。

2　結果與討論

2.1aldol反應條件優化

以合成5a的反應為例，對aldol反應條件進行優化，探索反應時間、反應溶劑及催化劑等對收率的影響。

(1) 溶劑

3 0.515 mmol，其余反應條件同1.2(3)，考察溶劑對收率的影響，結果見表1。由表1可見，在非質子溶劑中反應很少或不反應，質子溶劑更適合該反應，甲醇為溶劑時反應效果最好，收率85.7%。反應溶劑確定為甲醇。

表1　溶劑對5a收率的影響*

*3 0.515 mmol，其余反應條件同1.2(3)。

(2) 催化劑與反應時間

3 0.515 mmol，甲醇為溶劑，其余反應條件同2.1(1)，考察催化劑與反應時間對收率的影響，結果見表2。由表2可見，以脯氨酸-DIPEA為催化劑，反應時間為8 h時，收率87.8%。文獻[14]方法采用的脯氨酸-TEA催化體系在反應時間8 h時，幾乎不反應，收率較低,只有當反應時間為72 h時，收率85.7%。因此，以脯氨酸-DIPEA為催化劑，反應時間為8 h。

表2　催化劑與反應時間對5a收率的影響*

*甲醇為溶劑，其余反應條件同表1。

綜上所述，合成5a的最佳反應條件為：3 0.515 mmol，脯氨酸-DIPEA為催化劑，甲醇為溶劑，反應時間為8 h，收率87.8%。

以D-葡萄糖為原料，經碳苷化反應，酰化反應和aldol反應，最后與維生素D2琥珀酸酯發生酯化反應合成了2個新型碳苷糖類維生素D2衍生物(5a和5b)。碳苷糖的引入可能會提高維生素D2靶向藥物的生物活性，這為開展該類化合物衍生化研究提供了一個新的思路。

合成5a的最佳反應條件為：3 0.515 mmol，脯氨酸-DIPEA為催化劑，甲醇為溶劑，反應時間為8 h,收率87.8%。該方法操作簡單，反應時間較短，催化劑簡單易得，提高了反應效率。

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Synthesis of NovelC-glycosides Vitamin D2Derivatives

DAI Huan-ran,FANG Zhi-jie*

(School of Chemical Enginering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

TwoC-glycosides, 1-(4′-hydroxyphenyl)-4-C-(β-2′,3′,4′,6′ acetyl glucopyranosyl)-3-ene-2-ketone(5a) and 1-(3′-hydroxyphenyl)-4-C-(β-2′,3′,4′,6′ acetyl glucopyranosyl)-3-ene-2-ketone(5b), were prepared byC-glycosidation, acylation and aldol reaction catalyzed by proline-DIPE from D-glucose. Then 5 were esterified with vitamin D2succinate to give two novel vitamin D2derivatives. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR and HR-ESI-MS.

proline-DIPEA; aldol reaction;C-glycoside; vitamin D2derivative; synthesis

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2016.06.15234

2015-06-05；

2016-04-05

江蘇省產學研聯合創新資金前瞻性聯合研究項目(BY2013004-02)； 南京理工大學研究生科研創新計劃項目

戴煥然(1990-)，男，漢族，江蘇宿遷人，碩士研究生，主要從事藥物合成研究。 E-mail: daihuanran001@126.com

通信聯系人：方志杰，研究員，博士生導師， E-mail：zjfang@njust.edu.cn

O629.11; O621.3

A