新型熊果酸單糖苷的簡(jiǎn)便合成

李靖靖, 郭 林, 許文儉(. 鄭州工程技術(shù)學(xué)院 化工與食品學(xué)院，河南 鄭州 450044； 2. 鄭州大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院，河南 鄭州 450000)

·研究簡(jiǎn)報(bào)·

新型熊果酸單糖苷的簡(jiǎn)便合成

李靖靖1, 郭 林1, 許文儉2*
(1. 鄭州工程技術(shù)學(xué)院 化工與食品學(xué)院，河南 鄭州 450044； 2. 鄭州大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院，河南 鄭州 450000)

以熊果酸為原料，經(jīng)芐基化反應(yīng)制得熊果酸芐酯(2); 2與三氯乙酰亞胺酯經(jīng)糖苷化反應(yīng)制得酯保護(hù)的熊果酸-3-糖苷(4a～4d); 4a～4d依次脫去芐基和苯甲?；铣闪?個(gè)熊果酸-3-糖苷(6a～6d,其中6c為新化合物)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和MS(ESI)表征。

熊果酸; 三萜; 單糖苷; 糖苷化反應(yīng); 簡(jiǎn)便合成

熊果酸(UA)又名烏索酸，α-香樹(shù)脂醇，是一種弱酸性五環(huán)三萜類(lèi)化合物。UA易溶于二氧六環(huán)、吡啶，微溶于苯、氯仿、乙醚，不溶于水和石油醚[1]。UA具有多種生物活性，如抗癌和抗腫瘤等[2-5]。UA能夠抑制腫瘤細(xì)胞增殖，有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用，對(duì)腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出較強(qiáng)的細(xì)胞毒性。此外，UA在體外對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、陰性菌和酵母菌均有抑制活性，能顯著降低大鼠的正常體溫，并具有安定[6]、抗炎[7-8]、免疫調(diào)節(jié)[9]和抗艾滋病病毒[10-11]等作用。

UA水溶性較差，在動(dòng)物體內(nèi)的生物利用度較低。通過(guò)化學(xué)修飾的方法，改善UA的水溶性，進(jìn)而提高其生物活性和生物利用度，一直是UA系列衍生物研發(fā)的重要方向和熱點(diǎn)。

活性天然化合物的糖基化修飾是糖化學(xué)研究的重要領(lǐng)域。一般情況下，化合物引入糖基可以改善溶解性，提高生物利用度[12-13]。近年來(lái)研究表明，先導(dǎo)藥物經(jīng)糖基修飾后，不僅能延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間，還能實(shí)現(xiàn)靶向釋藥，降低毒副作用，甚至可能擴(kuò)增修飾前藥物的活性[14]。

UA的糖苷在自然界中較少[15-16]，3-位和28-位均連有糖基的UA糖苷雖已從天然產(chǎn)物中分離得到[17-18]，但種類(lèi)較少。天然UA糖苷具有良好的抗腫瘤[19-20]和抗艾滋病病毒活性[21-22]。但由于它們性質(zhì)非常相近，天然產(chǎn)物中含量較低，純化合物的分離比較困難，對(duì)進(jìn)一步研究該類(lèi)化合物的生物活性，闡明其生物代謝過(guò)程產(chǎn)生了阻礙。

Scheme 1

目前，合成糖苷最常用的方法為：Koenigs-Knorr法、相轉(zhuǎn)移催化法和三氯乙酰亞胺酯法[23-25]。Koenigs-Knorr法需使用有毒、易爆的汞鹽或銀鹽作催化劑，反應(yīng)條件苛刻，后處理相對(duì)比較繁瑣。相轉(zhuǎn)移催化法需要使用特定的相轉(zhuǎn)移催化劑，成本較高。三氯乙酰亞胺酯法合成的糖苷立體選擇性好、產(chǎn)率高，在寡糖和糖苷合成中得到了廣泛應(yīng)用。

本文以UA為原料，經(jīng)芐基化反應(yīng)制得熊果酸芐酯(2)； 2與三氯乙酰亞胺酯(3a～3d)經(jīng)糖苷化反應(yīng)制得酯保護(hù)的熊果酸-3-糖苷(4a～4d)； 4a～4d依次脫去芐基和苯甲?；铣闪?個(gè)熊果酸-3-糖苷(6a～6d, Scheme 1)，其中6c為新化合物，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和MS(ESI)表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

WK-1B型數(shù)字熔點(diǎn)儀；Bruker AM-600 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Esquire LC型質(zhì)譜儀(ESI源)。

UA，廣西天星植物科技有限公司，生產(chǎn)批號(hào)100414，含量99%； 3a～3d按文獻(xiàn)[25-26]方法合成，其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 2的合成

將UA 1.0 g(2.2 mmol)溶解于THF(14 mL)中，加入K2CO30.50 g(3.6 mmol)，攪拌0.5 h；緩慢滴加BnBr 0.36 mL(3.0 mmol)，滴畢，于室溫反應(yīng)過(guò)夜(TLC檢測(cè))。過(guò)濾，濾液濃縮，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑A：石油醚/乙酸乙酯=8/1，V/V)純化得白色粉末2 0.99 g，產(chǎn)率83%, Rf0.55;1H NMRδ: 7.33(m, 5H, ArH), 5.51(t,J=3.0 Hz, 1H, 12-H), 5.07(dd,J=17.8 Hz, 12.6 Hz, 2H, PhCH2), 3.54(dd,J=10.3 Hz, 4.8 Hz, 1H, 3-H), 2.72(dd,J=14.0 Hz, 4.2 Hz, 1H, 18-H), 1.13, 0.99, 0.92, 0.90, 0.88, 0.78, 0.61(s, 3H, Me)；13C NMRδ： 177.5, 139.7, 136.4, 128.4, 128.0,127.9, 122.5, 79.0, 65.9, 55.2, 47.6, 46.7, 45.9, 41.7, 41.4, 39.2, 38.7, 38.4, 37.0, 33.9, 33.1, 32.7, 32.4, 30.7, 28.1, 27.6, 27.2, 25.9, 23.6, 23.4, 23.0, 18.3, 16.9, 15.6, 15.3； MS(ESI)m/z： 1 115.9{[2M+Na]+}。

(2) 4a～4d的合成(以4d為例)

在反應(yīng)瓶中加入2 1.0 g(1.8 mmol), 2,3,4-三-O-苯甲?；?β-吡喃阿拉伯糖基三氯乙酰亞胺酯(3d)1.2 g(2.0 mmol)和無(wú)水CH2Cl2 30 mL，攪拌使其溶解；加入4?分子篩2.5 g，于室溫?cái)嚢?0 min；于-10 ℃緩慢滴加1%三氟甲磺酸三甲基硅醇酯(TMSOTf)的無(wú)水CH2Cl2(1.8 mL)溶液，滴畢，反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC檢測(cè))。加入Et3N 0.50 mL淬滅反應(yīng)，過(guò)濾，濾液濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A)純化得白色泡沫狀固體3-O-(2, 3, 4-三-O-苯甲?；?α-吡喃阿拉伯糖)熊果酸芐酯(4d)1.7 g，產(chǎn)率92%， Rf0.65；1H NMRδ： 8.09～7.26(m, 20H, ArH), 5.96(dd,J=8.8 Hz, 6.5 Hz, 1H, 2′-H), 5.88(m, 1H, 4′-H), 5.72(dd,J=8.9 Hz, 3.5 Hz, 1H, 3′-H), 5.49(t,J=3.0 Hz, 1H, 12-H), 5.06(dd,J=19.9 Hz, 12.6 Hz, 2H, PhCH2), 4.79(d,J=6.6 Hz, 1H, 1′-H), 4.33 (dd,J=12.9 Hz, 3.8 Hz, 1H, 5′-1-H), 3.87(m, 1H, 5′-2-H), 3.45(dd,J=11.0 Hz, 4.9 Hz, 1H, 3-H), 2.63(dd,J=10.1 Hz, 3.2 Hz, 1H, 18-H), 1.11, 0.92, 0.90, 0.86, 0.79, 0.66, 0.58(s, 21H, Me)； MS(ESI)m/z： 1 013.5{[2M+Na]+}。

用類(lèi)似的方法合成4a～4c。

(3) 5a～5d的合成(以5d為例)

在反應(yīng)瓶中加入4d 1.0 mg(1.0 mmol)和混合溶劑(MeOH/CH2Cl2,V/V)60 mL，攪拌使其溶解；加入10%Pd/C 0.16 g，常壓通入H2(20 mL·min-1)，回流反應(yīng)3 h。過(guò)濾，濾液減壓濃縮得白色泡沫狀固體熊果酸3-O-(2,3,4-三-O-苯甲?；?α-L-吡喃阿拉伯糖)苷(5d)0.90 g，產(chǎn)率99%， Rf0.36；1H NMRδ： 8.07～7.18(m, 15H, ArH), 5.98(dd,J=8.8 Hz, 6.4 Hz, 1H, 2′-H), 5.87(m, 1H, 4′-H), 5.74(dd,J=8.8 Hz, 3.5 Hz, 1H, 3′-H), 5.51(brs, 1H, 12-H), 4.78(d,J=6.3 Hz, 1H, 1′-H), 4.33(dd,J=13.0 Hz, 3.9 Hz, 1H, 5′-1-H), 3.87(dd,J=13.0 Hz, 1.9 Hz, 1H, 5′-2-H), 3.16(dd,J=11.1 Hz, 4.8 Hz, 1H, 3-H), 2.80(dd,J=9.9 Hz, 2.61 Hz, 1H, 18-H), 1.10, 0.92, 0.90, 0.87, 0.77, 0.70, 0.62(s, 21H, Me)； MS(ESI)m/z： 923.8{[2M+Na]+}。

用類(lèi)似的方法合成5a～5c。

(4) 6a～6d的合成(以6d為例)

將5d 0.20 g(0.22 mmol)溶解于混合溶劑(MeOH/CH2Cl2=2/1,V/V)60 mL中，加入NaOMe 80 mg(1.5 mmol)，于室溫反應(yīng)過(guò)夜。用稀醋酸溶液中和反應(yīng)液，濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑B：氯仿/甲醇=9/1,V/V)純化得白色粉末熊果酸3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷(6d)0.12 g，產(chǎn)率86%， m.p.243～245 ℃, Rf0.56；1H NMRδ： 5.27(d,J=6.7 Hz, 1H, 1′-H), 5.22(t,J=3.6 Hz, 1H, 12-H), 3.82(dd,J=12.2 Hz, 3.4 Hz, 1H), 3.80～3.79(m, 1H), 3.58～3.49(m, 3H), 3.14(dd,J=11.4 Hz, 4.14 Hz, 1H, 3-H), 2.19(d,J=11.0 Hz, 1H, 18-H), 1.11(s, 3H), 1.04(s, 3H), 0.96(s, 3H), 0.84(s, 3H), 0.84(s, 3H), 0.87(d,J=6.5 Hz, 3H), 0.78(d,J=11.2 Hz, 1H, 5-H)；l3C NMRδ： 175.0, 139.6, 126.9, 107.1, 90.7, 74.3, 72.8, 69.5, 66.4, 57.0, 54.4, 48.0, 42.2, 40.8, 40.4, 40.2, 39.9, 38.1, 37.8, 34.3, 31.8, 29.2, 28.6, 27.0, 25.3, 24.4, 24.1, 21.6, 19.3, 17.8, 17.7, 17.0, 16.1； MS(ESI)m/z： 611.0{[2M+Na]+}。

用類(lèi)似的方法合成白色粉末6a～6c。

熊果酸3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6a)： 產(chǎn)率68%, m.p.223～224 ℃, Rf0.39；1H NMRδ： 5.22(t, 1H, 12-H), 4.32(d,J=7.8 Hz, 1H, 1′-H), 3.83(dd,J=11.8 Hz, 2.2 Hz, 1H, 6′-1-H), 3.67(dd,J=12.0 Hz, 5.2 Hz, 1H, 6′-2-H), 3.30～3.17(m, 5H, 3,3′,4′,5′-H), 2.20(d,J=11.4 Hz, 1H, 18-H), 1.11(s, 3H), 1.06(s, 3H), 0.97(s, 6H, Me), 0.90(d,J=5.8 Hz, 3H), 0.85(s, 6H), 0.78(d,J=12.4 Hz, 1H, 5-H)；13C NMRδ： 178.9(C28), 137.0(C13), 126.2(C12), 103.8(C1′), 88.0(C3), 75.4, 74.8, 72.8, 68.8, 59.9, 54.2, 51.5, 46.7, 45.0, 40.4, 37.9, 37.5, 37.2, 37.0, 35.2, 34.9, 31.4, 28.9, 27.8, 26.3, 25.7, 24.2, 22.5, 21.5, 21.2, 18.7, 16.4, 14.9, 14.8, 14.1, 13.1； MS(ESI)m/z： 641.5{[2M+Na]+}。

熊果酸3-O-β-D-吡喃半乳糖苷(6b)： 產(chǎn)率65%， m.p.236～238 ℃, Rf0.40；1H NMRδ： 5.48(t,J=12.0 Hz, 1H, 12-H), 4.93(d,J=7.6 Hz, 1H, 1′-H), 4.57(d,J=3.2 Hz, 1H), 4.48～4.43(m, 3H), 4.16(dd,J=9.6 Hz, 3.4 Hz, 1H), 4.11(t,J=6.2 Hz, 1H), 3.41(dd,J=11.8 Hz, 4.4 Hz, 1H), 2.62(d,J=11.6 Hz, 1H), 2.32～2.20(m, 2H), 2.12(m, 1H), 1.57(t,J=8.0 Hz, 1H), 1.31(s, 3H), 1.26(s, 3H), 1.01(s, 3H), 1.00(d,J=5.8 Hz, 3H), 0.96(d,J=5.2 Hz, 3H), 0.96(s, 3H), 0.85(s, 3H), 0.80(d,J=11.8 Hz, 1H)；13C NMRδ： 178.7, 138.9, 127.6, 106.2, 88.0, 75.0, 73.7, 71.2, 68.2, 60.4, 55.1, 47.2, 45.8, 45.6, 41.4, 40.9, 38.7, 38.3, 38.2, 36.4, 33.4, 32.9, 32.5, 32.2, 30.3, 27.8, 27.3, 25.7, 25.6, 23.5, 23.0, 22.7, 17.9, 16.9, 16.6, 15.2； MS(ESI)m/z： 641{[2M+Na]+}。

熊果酸3-O-β-D-吡喃木糖苷(6c)： 產(chǎn)率77%， m.p.203～205 ℃, Rf0.69；1H NMRδ： 5.46(brs, 1H, 12-H), 4.98(d,J=7.5 Hz, 1H, 1′-H), 4.53(dd,J=11.2 Hz, 4.9 Hz, 1H, 5′-1-H), 4.25～4.15(m, 2H), 4.03(t,J=7.8 Hz, 1H), 3.79(t,J=10.4 Hz, 1H), 3.44(brd,J=10.3 Hz, 1H, 18-H), 3.35(dd,J=11.2 Hz, 3.8 Hz, 1H, 3-H), 1.69, 1.43, 1.31, 1.02, 0.95, 0.94, 0.54(s, 21H, Me)；13C NMRδ： 180.4, 139.9, 128.5, 101.8, 77.3, 76.6, 73.2, 69.5, 65.5, 55.9, 48.1, 46.7, 46.5, 42.2, 42.0, 39.7, 39.6, 38.8, 37.0, 34.3, 33.3, 33.3, 33.2, 31.0, 28.3, 28.2, 26.8, 26.2, 23.8, 23.8, 23.7, 18.5, 17.4, 17.0, 15.5； MS(ESI)m/z： 611.5{[2M+Na]+}。

通過(guò)三氯乙酰亞胺酯法合成6a～6d，產(chǎn)物總產(chǎn)率提高至65%～77%，高于文獻(xiàn)[27-28]報(bào)道產(chǎn)率。

糖苷類(lèi)化合物具有α和β兩種構(gòu)型，即C1-位上的雜原子在糖環(huán)平面的下方或上方。其構(gòu)型主要通過(guò)H1和H2的偶合常數(shù)和二維圖譜確認(rèn)[1]。在糖的六元環(huán)中，β型糖的H1和H2均處于a鍵，它們之間的偶合常數(shù)Ja-a相對(duì)較大(通常為7～13)，而α型糖H1和H2分別處于e鍵和a鍵，它們之間的偶合常數(shù)Je-a相對(duì)較小(通常為2～6)，所以根據(jù)1H NMR分析可以大概了解產(chǎn)物的構(gòu)型。6a～6d的J1-2分別為7.8 Hz， 7.6 Hz， 7.5 Hz和6.7 Hz，這說(shuō)明6a～6c中的糖苷鍵的構(gòu)型為β構(gòu)型，6d中的糖苷鍵為α構(gòu)型。

此外，我們還注意到，采用三氯乙酰亞胺酯法進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，糖給體反應(yīng)前后的構(gòu)型能夠保持不變，其可能原因?yàn)椋簶?gòu)型與強(qiáng)催化劑TMSOTf有較大關(guān)系，糖苷化反應(yīng)時(shí)無(wú)鄰基參與，與糖受體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)關(guān)系不大，主要生成的產(chǎn)物為熱力學(xué)穩(wěn)定產(chǎn)物。

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熱烈祝賀《合成化學(xué)》再次入選中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)

經(jīng)過(guò)中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(Chinese Science Citation Database，簡(jiǎn)稱(chēng)CSCD)的定量遴選、學(xué)科專(zhuān)家評(píng)審和中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源期刊遴選委員會(huì)的評(píng)議，《合成化學(xué)》再次被中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(2017-2018年度)收錄。

《合成化學(xué)》編輯部

Facile Synthesis of Novel Ursolic Acid Monoglycosides

LI Jing-jing1, GUO Lin1, XU Wen-jian2*

(1. College of Chemical Engineering and Food Science, Zhengzhou Institute of Engineering Technology, Zhengzhou 450044, China; 2. College of Chemistry and Molecular Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450000, China)

Ursonic acid benzyl ester(2) was obtained by benzylation from ursolic acid. Ester protected ursolic acid-3-glucosides(4a～4d) were obtained by glycosylation reaction of 2 with trichloroacetimidate. Four ursolic acid-3-monoglycosides(6a～6d) were synthesized by deprotection of benzyl and benzoyl from 4a～4d, respectively. Among them, 6c was a novel compound. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR and MS(ESI).

ursolic acid; triterpenoid; single glycoside; glycosylation; facile synthesis

2016-12-02;

2017-04-13

鄭州市科技局科技攻關(guān)項(xiàng)目(X2009SP0430-1)

李靖靖(1962-)，女，漢族，河南南陽(yáng)人，教授，主要從事有機(jī)化學(xué)和高分子化學(xué)的教學(xué)與研究工作。 E-mail: 112533418@qq.com

許文儉，博士，教授, E-mail: wjxu@zzu.edu.cn

O625.52; O629

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.08.16300