燈盞花乙素和燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)研究

張志朋，楊兆祥，李鵬輝，張 偉

(1.昆明醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，云南 昆明 650500; 2.昆明制藥集團(tuán)藥物研究院，云南 昆明 650106)

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燈盞花乙素和燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)研究

張志朋1，楊兆祥2，李鵬輝2，張 偉2

(1.昆明醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，云南 昆明 650500; 2.昆明制藥集團(tuán)藥物研究院，云南 昆明 650106)

燈盞花素是由燈盞細(xì)辛中提取而來的一類總黃酮物質(zhì)，其主要成分包括燈盞花乙素和燈盞花甲素。燈盞花乙素是燈盞花類藥品的主要活性成分，而目前關(guān)于燈盞花甲素和燈盞花乙素的合成方法及藥理活性的研究報道還較少。糖苷化反應(yīng)是合成燈盞花乙素和燈盞花甲素過程中的關(guān)鍵步驟，傳統(tǒng)糖苷化反應(yīng)路線較長、成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。現(xiàn)對燈盞花乙素和燈盞花甲素合成中的糖苷化反應(yīng)進(jìn)行深入研究，優(yōu)化合成工藝。經(jīng)實(shí)驗驗證，該糖苷化反應(yīng)路線可降低成本，簡化步驟，利于工業(yè)化生產(chǎn)。

燈盞花乙素；燈盞花甲素；糖苷化反應(yīng)；藥物合成

燈盞花即燈盞細(xì)辛，又名東菊，是菊科植物短草飛蓬ErigermbreviscaPus (vant.) Hand-Mazz的干燥全草，主要分布于我國西南省區(qū)，如云南、四川、貴州、廣西、湖南、西藏等。其最早記載于《滇南本草》中，1977年版《中華人民共和國藥典》一部也曾予以收載[1]。燈盞花乙素是從燈盞細(xì)辛中提取的一類天然總黃酮，其主要成分為燈盞花乙素和燈盞花甲素，以燈盞花乙素為主，含有較少量的燈盞花甲素[2]。燈盞花乙素具有多種藥理活性，可用于高血壓、血栓、心肌梗塞、腦梗、心律失常、腦缺血等心血管疾病的治療[3-7]。燈盞花甲素相關(guān)文獻(xiàn)報道還較少，其在心腦血管疾病方面的療效不及燈盞花乙素，但可用于老年癡呆、回流性食管炎、潰瘍等疾病的治療[8-9]。目前市售的燈盞花乙素原料藥制備主要以植物提取為主，但有提取收率低、提取成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重的缺點(diǎn)。隨著市場需求的擴(kuò)大，植物提取的天然燈盞花乙素已遠(yuǎn)不能滿足市場需求，因此化學(xué)合成燈盞花乙素將有著廣闊的市場前景。在燈盞花乙素和燈盞花甲素的合成過程中，糖苷化反應(yīng)是關(guān)鍵步驟。本文對該步糖苷化反應(yīng)進(jìn)行了大量研究，優(yōu)化了合成工藝，且經(jīng)過試驗驗證，優(yōu)化的合成步驟可用于工業(yè)化生產(chǎn)。本文將以實(shí)際操作為例，探討不同受體和不同催化劑對糖苷化反應(yīng)的影響。

燈盞花乙素和燈盞花甲素的結(jié)構(gòu)式如圖1所示。實(shí)驗中所涉及的化合物的結(jié)構(gòu)式如圖2所示。

1 方法與結(jié)果

糖苷的合成一般是由糖基給體與不同受體在催化劑的作用下進(jìn)行的。在糖化學(xué)合成中，目前已發(fā)展出20多種合成糖苷鍵的方法[10-12]，但任何一個糖苷化方法的適用性都是有限的，難以滿足糖苷鍵的多樣化要求。目前最常用的糖基給體為糖基、鹵代糖基、糖基三氯乙酰亞胺酯和硫苷。文獻(xiàn)報道的糖苷化反應(yīng)方法有經(jīng)典的 Koenigs-Knorr 法[10]、相轉(zhuǎn)移催化(PTC)法[11]、糖基三氯乙酰亞胺酯法[12]、三氟化硼乙醚催化法[13]、酶催化法等[14]。

圖1 燈盞花乙素和燈盞花甲素結(jié)構(gòu)式

圖2 實(shí)驗中所涉及化合物的結(jié)構(gòu)式

本文通過大量實(shí)驗探索和工藝改進(jìn)，采用重金屬催化法和相轉(zhuǎn)移催化法，很好地實(shí)現(xiàn)了全乙?；包S芩素和全乙酰化芹菜素的糖苷化。該糖苷化方法收率可觀、重現(xiàn)性好、操作簡便、產(chǎn)品純度高，尤其是使用相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行糖苷化反應(yīng)可大大降低反應(yīng)成本，實(shí)驗驗證其可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本文以貴金屬催化法(Koenigs-Knorr 法)和相轉(zhuǎn)移催化法為例，比較了二者運(yùn)用于不同受體糖苷化反應(yīng)中的差異。

1.1 不同催化劑對化合物Ⅰ或Ⅱ為原料進(jìn)行糖苷化反應(yīng)的影響

1.1.1 重金屬鹽催化

(1)重金屬鹽催化劑在燈盞花乙素合成中糖苷化反應(yīng)的應(yīng)用[15]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物Ⅰ4.54g(0.01moL)、喹啉70mL、無水硫酸鈉9g、碳酸銀3.6g和溴代糖11.4g，15～30℃下攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加α-溴代三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯(溴代糖)2.3g，反應(yīng)6～15h，TLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，加二氯甲烷210mL，水400mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用140mL、70mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.91g，收率67.3%，色譜純度為95%以上。反應(yīng)方程式如圖3所示。

圖3 重金屬鹽催化燈盞花乙素合成反應(yīng)式

1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)。

(2)重金屬鹽催化劑在燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)的應(yīng)用[15]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中加入化合物Ⅱ3.96g(0.01moL)，再加入喹啉60mL、無水硫酸鈉8g、碳酸銀3.2 g和溴代糖8g，15～30℃下攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加α-溴代三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯(溴代糖)2g，反應(yīng)6～15h后TLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，加二氯甲烷180mL、水200mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用120mL、60mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液,加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀。減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液，再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.23g，收率63.1%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H,d,J=8.5HZ),7.36(2H,s),7.34(1H,s),6.87(1H,d,J=2.25Hz),6.84(1H,s),5.93(1H,d,J=7.69Hz),5.44(1H,t,J=9.53Hz),5.16(1H,m),5.11(1H,t,J=9.69Hz),4.78(1H,d,J=9.83Hz),3.63(3H,s),2.31(3H,s), 2.30(3H,s), 2.02(3H,s), 2.00(6H,s)。反應(yīng)方程式如圖4所示。

圖4 重金屬鹽催化燈盞花甲素合成反應(yīng)式

1.1.2 相轉(zhuǎn)移催化劑催化

(1)相轉(zhuǎn)移催化劑在燈盞花乙素合成之糖苷化反應(yīng)中的應(yīng)用[16-17]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物Ⅰ4.54g(0.01moL)、DMF90mL、碳酸鉀9g和相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 3.6g，15～30℃下攪拌10min后加入溴代糖11.4g，反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2.3g，反應(yīng)6～10h后TLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，加二氯甲烷270mL、水400mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用180mL、90mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液，再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'-三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.45g，收率61.1%，色譜純度為95%以上。1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)。反應(yīng)方程式如圖5所示。

圖5 相轉(zhuǎn)移催化劑催化燈盞花乙素合成方程式

(2)相轉(zhuǎn)移催化劑在燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)中的應(yīng)用[16-17]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中加入化合物Ⅱ3.96g(0.01moL)，再依次加入丙酮120mL、碳酸鉀10g，50℃下回流1～2h，待溫度降至30℃左右，加入相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 3.2g，攪拌10min左右后加入溴代糖8g，反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2g，反應(yīng)6～15h后TLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，加二氯甲烷360mL、水500mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用240mL、120mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液，再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)3.83g，收率57.2%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H, d, J=8.5HZ), 7.36(2H, s), 7.34(1H, s), 6.87(1H, d, J=2.25Hz), 6.84(1H, s), 5.93(1H, d，J=7.69Hz), 5.44(1H, t, J=9.53Hz), 5.16(1H, m), 5.11(1H, t, J=9.69Hz), 4.78(1H, d, J=9.83Hz), 3.63(3H, s), 2.31(3H, s), 2.30(3H, s), 2.02(3H, s), 2.00(6H, s)。反應(yīng)方程式如圖6所示。

圖6 相轉(zhuǎn)移催化劑催化燈盞花甲素合成方程式

1.1.3 小結(jié)

化合物Ⅰ和化合物Ⅱ結(jié)構(gòu)類似，前者比后者僅在6位多一個乙?；?吸電子基團(tuán))，使得化合物Ⅰ的7位乙酰基更容易水解，且水解后7位氧負(fù)離子進(jìn)攻碳正離子的活性更強(qiáng)。因此，化合物Ⅰ比化合物Ⅱ更容易進(jìn)行糖苷化，且收率更高。

(1)催化劑對糖苷化反應(yīng)的影響。在糖苷化反應(yīng)中，貴金屬催化劑較相轉(zhuǎn)移催化劑的收率提高了約5%，但其成本高昂，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)大量實(shí)驗驗證，相轉(zhuǎn)移催化劑的加入量為原料的0.5～2個當(dāng)量，貴金屬催化劑的加入量為原料的1～2個當(dāng)量為最佳。

(2)受體對糖苷化反應(yīng)的影響?；衔铫窈突衔铫蚪Y(jié)構(gòu)很相近，但接受糖配體的活性卻有很大差別，最佳反應(yīng)條件也有很大差異。

(3)溫度對糖苷化反應(yīng)的影響。最佳反應(yīng)溫度因受體而異，經(jīng)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，糖苷化反應(yīng)的最佳溫度為20～40℃：溫度過低則反應(yīng)過慢(大于24h)，溫度過高則促進(jìn)了溴代糖、化合物Ⅰ和化合物Ⅱ的水解，不利于糖苷化反應(yīng)的進(jìn)行。

(4)糖苷化反應(yīng)體系的最佳pH值為6～8。在相轉(zhuǎn)移催化劑催化燈盞花甲素合成的糖苷化反應(yīng)中，若采用與燈盞花乙素合成糖苷化反應(yīng)一致的條件，反應(yīng)基本不會發(fā)生，或者很慢，收率極低，約為5%～10%，繼續(xù)提高催化劑量對反應(yīng)速率影響較小，或基本無影響；而升高溫度(溫度不超過40℃)或增加堿的量可使得原料中7-OH的裸露量增多，在此種情況下，反應(yīng)收率相對提高(10%～15%)，但耗費(fèi)的溴代糖量大大提高，因為在堿性及溫度升高的情況下，溴代糖水解增加，耗費(fèi)的溴代糖量也增加。溴代糖水解會產(chǎn)生氫溴酸，可消耗一部分堿，而在堿度不足的情況下，反應(yīng)進(jìn)行很慢或者基本不進(jìn)行。此時若再補(bǔ)充堿維持原來的堿度，可勉強(qiáng)推進(jìn)反應(yīng)進(jìn)程，但與此同時水解的溴代糖也隨之增加。如此周而復(fù)始，不僅無法大幅度提高反應(yīng)速率，反而浪費(fèi)試劑且耗時。

綜上所述，在相轉(zhuǎn)移催化劑用于燈盞花甲素合成的糖苷化反應(yīng)中，選擇另一種溶劑，另一種反應(yīng)條件來完成其糖苷化反應(yīng)，可使得最終收率相對提高。

1.1.4 討論

燈盞花乙素與燈盞花甲素唯一的區(qū)別為黃酮母核上的羥基數(shù)目不同，燈盞花乙素的6位多了一個羥基，二者活性最強(qiáng)的基團(tuán)均為7位上的羥基。而糖苷化反應(yīng)就是要在其7位上接一個全乙酰葡萄糖醛酸甲酯。理論上講，由于分子間作用力、空間位阻及鍵能的影響，酚羥基數(shù)目越多，糖苷化反應(yīng)越難進(jìn)行。但從實(shí)驗結(jié)果來看，在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，相同反應(yīng)條件下，燈盞花甲素合成的糖苷化反應(yīng)更難進(jìn)行些；從重金屬鹽催化中也可以看出，燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)的收率相對低于乙素，其具體原因還需要進(jìn)一步探討。

1.2 不同催化劑對以化合物Ⅶ或Ⅷ為原料的糖苷化反應(yīng)的影響

以化合物Ⅶ或Ⅷ為原料進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，首先是合成出化合物Ⅶ或Ⅷ。以化合物Ⅰ或Ⅱ為起始原料，需經(jīng)過芐氯取代、氫化還原兩步反應(yīng)才能得到產(chǎn)物，具體實(shí)驗情況如下。

1.2.1 芐氯取代，化合物Ⅴ合成

[18]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向250mL潔凈干燥的三口瓶中加入化合物Ⅰ4.54g(0.01moL)，70mL丙酮，待原料溶解后加入2mL氯化芐，再加入3g 碳酸鉀與2g碘化鉀，50～60℃下加熱回流反應(yīng)7～9h， HPLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全(由于此反應(yīng)中原料及產(chǎn)物極性相似，TLC監(jiān)測很難辨別原料點(diǎn)及產(chǎn)物點(diǎn)，故選擇HPLC精密監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程)。待反應(yīng)無原料且產(chǎn)物量不再增加時停止反應(yīng)，減壓蒸去丙酮，剩余固體加入150mL二氯甲烷后搖勻，使產(chǎn)物盡量完全溶解于二氯甲烷中；抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾出的濾液無色，加水100mL，萃取，水層再分別用100mL、50mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液并加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，濃縮物用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色晶體化合物Ⅴ(7-芐氧基- 5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮)3.35g，收率為66.7%。反應(yīng)方程式如圖7所示。

圖7 化合物Ⅴ合成反應(yīng)方程式

1.2.2 芐氯取代，化合物Ⅵ合成

參考文獻(xiàn)[19]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向250mL潔凈干燥的三口瓶中加入化合物Ⅱ3.96g(0.01moL)和70mL丙酮，待原料溶解后在攪拌下加入2mL氯化芐、3g 碳酸鉀與2g碘化鉀，50～60℃下加熱回流反應(yīng)6～8h，HPLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全(由于此反應(yīng)中原料及產(chǎn)物極性相似，TLC監(jiān)測很難辨別原料點(diǎn)及產(chǎn)物點(diǎn)，故選擇HPLC精密監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程)。待反應(yīng)無原料且產(chǎn)物量不再增加時，停止反應(yīng)；減壓蒸去丙酮，剩余固體加入150mL二氯甲烷后搖勻，使產(chǎn)物盡量完全溶解于二氯甲烷中；抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾出的濾液無色，加水100mL，萃取，水層再分別用100mL、50mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液,加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，濃縮物用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化晶體化合物Ⅵ(7-芐氧基- 5,4'-二乙酰氧基黃酮)2.85g，收率為64.2%。反應(yīng)方程式如圖8所示。

圖8 化合物Ⅵ合成反應(yīng)方程式

1.2.3 氫化還原，化合物Ⅶ合成

參考文獻(xiàn)[18]反應(yīng)步驟，具體操作如下:向密閉的 250mL圓底三口瓶中加入化合物Ⅴ5.02g(0.01moL)和100mL碳酸二甲酯使之溶解，再加入0.7gPd/C(10%)，減壓抽真空使三口瓶中無氧，再向三口瓶中通入高純氫氣，常溫(20～30℃)攪拌48～52h，待反應(yīng)瓶中有少量白色固體析出時停止反應(yīng)，然后加熱反應(yīng)液回流，趁熱過濾，濾液放置過夜，抽濾，干燥，得到白色晶體化合物Ⅶ(7-羥基- 5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮)3.75g，收率為91.0%。反應(yīng)方程式如圖9所示。

圖9 化合物Ⅶ合成反應(yīng)方程式

1.2.4 氫化還原，化合物Ⅶ合成

參考文獻(xiàn)[19]反應(yīng)步驟，具體操作如下：在密閉的 250mL圓底三口瓶中加入化合物Ⅵ4.44g(0.01moL)和 100mL碳酸二甲酯使之溶解，再加入0.7gPd/C(10%)。減壓抽真空使三口瓶中無氧，再向三口瓶中通入高純氫氣，常溫(20～30℃)攪拌48～52h，待反應(yīng)瓶中有少量白色固體析出時停止反應(yīng)，然后加熱反應(yīng)液回流，趁熱過濾，濾液放置過夜，抽濾，干燥，得到白色晶體化合物Ⅷ(7-羥基- 5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮)3.15g，收率為89.0%，反應(yīng)方程式如圖10所示。

圖10 化合物Ⅶ合成反應(yīng)方程式

1.2.5 化合物Ⅲ和Ⅳ合成

(1)重金屬鹽催化化合物Ⅲ的合成。參考文獻(xiàn)反應(yīng)步驟[15]， 具體操作如下：向干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物 Ⅶ 4.12g(0.01moL)、喹啉60mL、無水硫酸鈉9g、碳酸銀3.3g、溴代糖10.3g，溫度為 15～30℃，TLC跟蹤監(jiān)測反應(yīng)，攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2.1g，反應(yīng)6～

15h，TLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全；抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，除去剩余的喹啉；加二氯甲烷180mL、水200mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用120mL、60mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀，蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)6.41g，收率為88.0%，色譜純度為95%以上。1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)，反應(yīng)方程式如圖11所示。

(2)重金屬鹽催化，化合物Ⅳ的合成。參考文獻(xiàn)[15]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物Ⅷ3.54g(0.01moL)、喹啉60mL、無水硫酸鈉7g、碳酸銀2.8g、溴代糖8.8g，反應(yīng)溫度為15～30℃，TLC跟蹤監(jiān)測反應(yīng)，攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖1.8g，反應(yīng)6～15h，TLC監(jiān)測反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，除去剩余的喹啉；加二氯甲烷180mL、水200mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用120mL、60mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀，蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)5.84g，收率為87.2%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H, d, J=8.5HZ), 7.36(2H, s), 7.34(1H, s), 6.87(1H, d, J=2.25Hz), 6.84(1H, s), 5.93(1H, d，J=7.69Hz), 5.44(1H, t, J=9.53Hz), 5.16(1H, m), 5.11(1H, t, J=9.69Hz), 4.78(1H, d, J=9.83Hz), 3.63(3H, s), 2.31(3H, s), 2.30(3H, s), 2.02(3H, s), 2.00(6H, s)。反應(yīng)方程式如圖12所示。

圖11 化合物Ⅲ合成反應(yīng)方程式

圖12 化合物Ⅳ合成反應(yīng)方程式

(3)相轉(zhuǎn)移催化劑催化，化合物Ⅲ的合成。參考文獻(xiàn)[16-17]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向干燥潔凈的250mL的圓底燒瓶中依次加入化合物 Ⅶ 4.12g(0.01moL)、DMF 90mL、碳酸鉀9g和相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 3.5g，在磁力加熱攪拌器中攪拌10min，反應(yīng)溫度為15～30℃，之后加入溴代糖10.0g，TLC跟蹤監(jiān)測反應(yīng)；反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2.0g，反應(yīng)6～10h后TLC監(jiān)測無原料。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，加二氯甲烷270mL、水400mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用180mL、90mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)5.47g，收率為75.1%，色譜純度為95%以上。1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)。反應(yīng)方程式如圖13所示。

圖13 化合物Ⅲ合成反應(yīng)方程式

(4)相轉(zhuǎn)移催化劑催化，化合物Ⅳ的合成。參考文獻(xiàn)[16-17]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加化合物 Ⅷ 3.54g(0.01moL)、DMF70mL、碳酸鉀7g、相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 2.8g，在磁力加熱攪拌器中攪拌10min后加入溴代糖8.8g，TLC跟蹤監(jiān)測反應(yīng)，反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖1.8g，反應(yīng)6～10h后TLC監(jiān)測無原料。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾出液無色，加二氯甲烷210mL、水300mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用140mL、70mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.35g，收率為65.0%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H, d, J=8.5HZ), 7.36(2H, s), 7.34(1H, s), 6.87(1H, d, J=2.25Hz), 6.84(1H, s), 5.93(1H, d，J=7.69Hz), 5.44(1H, t, J=9.53Hz), 5.16(1H, m), 5.11(1H, t, J=9.69Hz), 4.78(1H, d, J=9.83Hz), 3.63(3H, s), 2.31(3H, s), 2.30(3H, s), 2.02(3H, s), 2.00(6H, s)。反應(yīng)方程式如圖14所示。

圖14 化合物Ⅳ合成反應(yīng)方程式

2 結(jié)語

(1)催化劑對糖苷化反應(yīng)的影響。本文主要探討貴金屬催化劑與相轉(zhuǎn)移催化劑對燈盞花甲素及燈盞花乙素合成中糖苷化反應(yīng)的影響。在實(shí)際的糖苷化反應(yīng)中，貴金屬催化劑較相轉(zhuǎn)移催化劑的收率高出約5%，但其成本高昂，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)大量的實(shí)驗探索，相轉(zhuǎn)移催化劑的加入量為原料的0.5～2個當(dāng)量，貴金屬催化劑的加入量為原料的1～2個當(dāng)量時反應(yīng)效果最佳。常用的貴金屬催化劑為碳酸銀和氧化銀，常用的相轉(zhuǎn)移催化劑為正四丁基溴化銨、正四丁基碘化銨、三(3, 6-二氧雜庚基)胺、芐基三乙基溴化銨或三辛基甲基氯化銨等。

(2)溫度對糖苷化反應(yīng)的影響。最佳反應(yīng)溫度因受體而異，筆者總結(jié)發(fā)現(xiàn)，糖苷化反應(yīng)的最佳溫度為20～40℃，溫度過低則反應(yīng)過慢(大于20h)，溫度過高則促進(jìn)了溴代糖和糖苷化受體的水解，不利于糖苷化反應(yīng)的進(jìn)行。

(3)pH對糖苷化反應(yīng)的影響。糖苷化反應(yīng)的最佳體系pH值為6～8，堿性過強(qiáng)會促進(jìn)溴代糖和糖苷化受體水解，不利于糖苷化反應(yīng)的進(jìn)行。

(4)不同催化劑作用下不同受體進(jìn)行糖苷化反應(yīng)的收率。在相同反應(yīng)條件下，化合物Ⅶ和化合物Ⅷ糖苷化反應(yīng)的收率均優(yōu)于化合物Ⅰ和化合物Ⅱ，但從化合物Ⅰ(Ⅱ)到化合物Ⅶ(Ⅷ)尚需經(jīng)過芐氯取代和氫化還原兩步反應(yīng)，使其糖苷化反應(yīng)的總收率大大降低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

不同催化劑作用下不同受體進(jìn)行糖苷化反應(yīng)收率如下所示。

(1)在不同催化劑作用下直接以化合物Ⅰ或Ⅱ所進(jìn)行糖苷化反應(yīng)的收率如下。重金屬鹽催化：合成化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為67.3%；合成化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為63.15%。相轉(zhuǎn)移催化劑催化：合成化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為61.1%；合成化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為57.2%。

(2)在不同催化劑作用下化合物Ⅶ或Ⅷ為原料進(jìn)行糖苷化反應(yīng)的收率如下。重金屬鹽催化：最終合成化合物Ⅲ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率=66.7%×91.0%×88.0%≈53.4%，最終合成化合物Ⅳ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率= 64.2%×89.0%×87.2%≈51.4%。相轉(zhuǎn)移催化劑催化：最終合成化合物Ⅲ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率=66.7%×91.0%×75.1%≈45.6%，最終合成化合物Ⅳ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率= 64.2%×89.0%×65.0%≈37.1%。

3 結(jié)語

化合物Ⅰ和化合物Ⅱ結(jié)構(gòu)類似，前者比后者僅在6位多一個乙?；?吸電子基團(tuán))，這使得化合物Ⅰ的7位乙酰基更容易水解，且水解后7位氧負(fù)離子進(jìn)攻碳正離子的活性更強(qiáng)。因此，化合物Ⅰ(Ⅶ)比化合物Ⅱ(Ⅷ)更容易進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，且收率更高。貴金屬鹽催化的糖苷化反應(yīng)收率高于相轉(zhuǎn)移催化劑，但成本較高，環(huán)境污染更大，且后處理繁瑣，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。若不經(jīng)過7位的芐基取代和選擇性還原，不管是重金屬鹽催化還是相轉(zhuǎn)移催化劑催化，以化合物Ⅰ和化合物Ⅱ直接進(jìn)行糖苷化的總收率都更高。本文所述的相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)直接以全乙?；包S芩素或芹菜素為原料進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，具備了工業(yè)化生產(chǎn)的條件，具有潛在的藥用價值、經(jīng)濟(jì)價值。若要開發(fā)出更合適的催化劑及收率更高的合成方法，如酶催化的生物合成法等，還需要廣大科研工作者繼續(xù)努力。

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(責(zé)任編輯：尹晨茹)

Study of Scutellarin and Scutellarin Biosynthesis in Glycosidation Reaction

Zhang Zhipeng1, Yang Zhaoxiang2, Li Penghui2, Zhang Wei2

(1.The Kunming Medical University School of medicine, Yunnan 650500,China;2.Kunming Pharmaceutical Group Pharmaceutical Research Institute, Yunnan 650106,China)

breviscapine are a class of flavonoids extracted from Erigeron breviscapus its main components include scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide . Scutellarin is the main active ingredient of Erigeron breviscapus drugs, the synthesis method of apigenin-7-O-β-D-glucuronide and pharmacological studies reported in the literature are few. The key steps of scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide synthesis process is the glycosidation, traditional scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide glycosidation reaction route is long, cost is high, is not conducive to industrial production. The glycosylation of scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide synthesis in a large number of research, to optimize the synthetic process. The glycosylation methods by test card, can be used for industry.

Scutellarin; Apigenin-7-O-β-D-glucuronide; Glycosidation; Synthesis

2014-03-25

張志朋(1987-)，男，昆明醫(yī)科大學(xué)碩士研究生，研究方向為藥物合成及藥理學(xué)研究。

R284.3

A

1673-2197(2014)10-0016-07