3-O-乙酰基-4,6-二-O-苄基-1,2-环丙烷葡萄糖的合成*

徐立炎, 邵华武

(1. 中国科学院 成都生物研究所 天然产物研究中心,四川 成都 610041;2. 中国科学院 研究生院,北京 100049)

1,2-环丙烷糖广泛用于2-C-支链吡喃糖和氧杂七环糖苷的制备[1,2]。Zou W等[3，4]发现甘露糖的1-位丙酮基在中等碱性条件下可以进攻2-位磺酸酯离去基团，生成乙酰基取代的1,2-环丙烷葡萄糖。这类环丙烷糖可作为糖基供体，与单糖、氨基酸和各类醇在Lewis酸催化下发生糖苷化反应选择性地得到α-或β-糖苷[5，6]。

本文以葡萄糖为原料,经5步反应制得苄基烯糖(2);2经Ferrier重排制得2,3-不饱和碳苷(3);3经高锰酸钾羟基化反应制得3-C-(4,6-二-O-苄基-α-D-吡喃甘露糖基)丙酮(4);4经选择性磺酰化制得3-C-(4,6-二-O-苄基-2-O-甲基磺酰基-α-D-吡喃甘露糖基)丙酮(5);5经乙酰基羟基保护制得3-C-(3-O-乙酰基-4,6-二-O-苄基-2-O-甲基磺酰基-α-D-吡喃甘露糖基)丙酮(6);6在碱性条件下关环合成了3-O-乙酰基-4,6-二-O-苄基-1,2-环丙烷葡萄糖(7, Sceheme 1),其中新化合物3～7的结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS表征。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Brucker-600 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶

Scheme 1

剂,TMS为内标);BioTOF Q型质谱仪。

所用试剂均为市售分析纯。

1.2 合成

(1) 乙酰化葡萄烯糖(1)的合成[7]

在圆底烧瓶中加入含结晶水的D-葡萄糖20.0 g(111 mmol),醋酐100 mL，于0 ℃搅拌均匀后加1滴HClO4，缓慢升至室温,反应30 min；冰水浴冷却下加入乙酰溴33 mL(446 mmol),缓慢滴加甲醇18 mL(444 mmol),滴毕，于室温反应4 h。加入乙酸乙酯(EA)200 mL，冰水200 mL，分液，水层用乙酸乙酯(200 mL)萃取，合并有机层,加入饱和NaH2PO4水溶液400 mL,锌粉80 g，于室温剧烈搅拌7 h。抽滤，滤液分液，水层用乙酸乙酯(100 mL)萃取，合并有机层，加入饱和NaHCO3溶液200 mL，于室温剧烈搅拌15 min;分液，有机层用无水Na2SO4干燥，减压浓缩，残余物经硅胶柱层析[洗脱剂:A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=3 ∶1]纯化得无色糖浆1 26.2 g，产率87%。

(2)2的合成

在反应瓶中加入1 1.00 g(3.67 mmol)的甲醇(5 mL)溶液和NaOH 150 mg(3.75 mmol)，搅拌于室温反应30 min;减压浓缩,残余物用DMF(10 mL)溶解，加入NaH 530 mg(22 mmol),反应5 min;于0 ℃加入溴化苄2.2 mL(18.5 mmol),缓慢升至室温,反应2 h。加入二氯甲烷35 mL,依次用水(3×30 mL),饱和食盐水(30 mL)洗涤，无水MgSO4干燥，浓缩后经硅胶柱层析(洗脱剂:A=10 ∶1)纯化得白色固体21.28 g，产率84%。

(3)3的合成

在反应瓶中加入2 1.12 g(2.69 mmol)的乙腈(27 mL)溶液和醋酸异丙烯酯 420 μL(4.82 mmol),搅拌下于0 ℃滴加TMSOTf(三甲基硅烷基三氟甲磺酸酯)18 μL(0.1 mmol)，滴毕，反应5 min。加适量三乙胺淬灭反应，浓缩，残余物经硅胶柱层析(洗脱剂:A=4 ∶1)纯化得浅黄色糖浆30.87 g，产率88%;1H NMRδ: 7.39～7.26(m, 10H), 5.97～5.92(m, 1H), 5.89～5.81(m, 1H), 4.72～4.66(m, 1H), 4.63～4.57(m, 2H), 4.53(d,J=12.1 Hz, 1H), 4.49(d,J=11.6 Hz, 1H), 4.00～3.93(m, 1H), 3.85～3.77(m, 1H), 3.70～3.65(m, 2H), 2.89(dd,J=15.8 Hz, 8.0 Hz, 1H), 2.57(dd,J=15.8 Hz, 5.8 Hz, 1H), 2.19(s, 3H);13C NMRδ: 206.6, 138.2, 138.1, 130.7, 128.4, 127.9, 127.8, 127.6, 126.0, 73.4, 71.8, 71.1, 69.8, 69.3, 69.0, 47.0, 30.8; ESI-HR-MSm/z: Calcd for C23H26O4Na{[M+Na]+} 389.172 3, found 389.173 3。

(4)4的合成

在反应瓶中加入3 816 mg(2.23 mmol)的二氯甲烷(4 mL)溶液和乙醇40 mL，搅拌下于0 ℃滴加高锰酸钾700 mg(4.43 mmol)和MgSO4500 mg的水(7 mL)溶液,滴毕，缓慢升至室温，反应4 h。用NaHSO4饱和水溶液淬灭反应，用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并有机层，用无水MgSO4干燥，浓缩，残余物经硅胶柱层析(梯度洗脱剂:A=1 ∶1～0 ∶1)纯化得浅黄色浆4400 mg，产率45%;1H NMRδ: 7.39～7.25(m, 10H), 4.65(d,J=11.7 Hz, 1H), 4.61(d,J=11.8 Hz, 1H), 4.57(d,J=11.8 Hz, 1H), 4.54(d,J=11.9 Hz, 1H), 4.34(dd,J=13.0 Hz, 6.6 Hz, 1H), 3.94～3.90(m, 1H), 3.86～3.82(m, 1H), 3.76～3.71(m, 2H), 3.70～3.66(m, 2H), 2.81～2.68(m, 2H), 2.19(s, 3H);13C NMRδ: 207.1, 137.9, 137.4, 128.5, 128.0, 127.9, 127.8, 76.9, 74.0, 73.7, 73.0, 70.4, 70.3, 69.9, 69.6, 45.4, 30.7; ESI-HR-MSm/z: Calcd for C23H28O6Na{[M+Na]+} 423.177 8, found 423.178 4。

(5)5的合成

在反应瓶中加入4350 mg(874 μmol)的二氯甲烷(9 mL)溶液和三乙胺 730 μL(5.27 mmol),搅拌下于-40 ℃滴加甲基磺酰氯(MsCl) 135 μL(1.74 mmol),滴毕，反应30 min。加二氯甲烷30 mL,依次用水(3×30 mL),饱和食盐水(30 mL)洗涤，无水MgSO4干燥，浓缩，残余物经硅胶柱层析(洗脱剂:A=1 ∶1)纯化得浅黄色糖浆5310 mg，产率74%;1H NMRδ: 7.37～7.22(m, 10H), 4.81(dd,J=4.7 Hz, 3.3 Hz, 1H), 4.67(d,J=11.5 Hz, 1H), 4.65～4.60(m, 2H), 4.58(d,J=11.5 Hz, 1H), 4.54(d,J=11.9 Hz, 1H), 4.10(dd,J=7.2 Hz, 3.2 Hz, 1H), 3.79～3.68(m, 4H), 3.09(s, 3H), 2.80(dd,J=16.2 Hz, 7.9 Hz, 1H), 2.70(dd,J=16.2 Hz, 5.8 Hz, 1H), 2.20(s, 3H);13C NMRδ: 205.3, 137.8, 128.6, 128.4, 128.0, 127.8, 80.0, 76.3, 74.3, 73.8, 73.7, 69.7, 69.3, 69.1, 44.0, 38.7, 30.5; ESI-HR-MSm/z: Calcd for C24H30O8SNa{[M+Na]+} 501.155 4, found 501.155 4。

(6)6的合成

在反应瓶中加入5 165 mg(345 μmol)的二氯甲烷(3.5 mL)溶液和醋酸异丙烯酯46 μL(418 μmol),搅拌下于0 ℃滴加TMSOTf 10 μL(55 μmol),反应5 min。用三乙胺淬灭反应，浓缩后经硅胶柱层析(洗脱剂:A=2 ∶1)纯化得浅黄色糖浆6135 mg，产率75%;1H NMRδ: 7.38～7.25(m, 8H), 7.21～7.16(m, 2H), 5.16(dd,J=8.6, 3.1 Hz, 1H), 4.89(t,J=3.2 Hz, 1H), 4.64(d,J=11.4 Hz, 1H), 4.62～4.56(m, 2H), 4.55～4.50(m, 2H), 3.90(t,J=8.1 Hz, 1H), 3.76～3.66(m, 3H), 3.08(s, 3H), 2.88(dd,J=17.2 Hz, 6.6 Hz, 1H), 2.83(dd,J=17.1 Hz, 7.2 Hz, 1H), 2.20(s, 3H), 2.04(s, 3H);13C NMRδ: 204.7, 170.3, 137.9, 137.7, 128.5, 128.4, 127.9, 127.8,77.4, 74.5, 74.4, 73.6, 73.0, 70.7, 68.6, 43.2, 38.6, 30.6, 20.9; ESI-HR-MSm/z: Calcd for C26H32O9SNa{[M+Na]+} 543.165 9, found 543.166 4。

(7)7的合成

在反应瓶中加入670 mg(134 μmol)的二甲亚砜(1.4 mL)溶液和碳酸钾100 mg(724 μmol),搅拌下于30 ℃反应6 h。加二氯甲烷20 mL,依次用水(3×20 mL)与饱和食盐水(20 mL)洗涤,无水MgSO4干燥,浓缩,残余物经硅胶柱层析(洗脱剂:A=4 ∶1)纯化得浅黄色糖浆747 mg，产率82%;1H NMRδ: 7.38～7.24(m, 10H), 5.16～5.08(m, 1H), 4.66(d,J=11.7 Hz, 1H), 4.58(d,J=11.8 Hz, 1H), 4.57～4.51(m, 2H), 3.84(dd,J=7.0 Hz, 1.7 Hz, 1H), 3.80(dd,J=10.5 Hz, 5.4 Hz, 1H), 3.63～3.57(m, 2H), 3.63～3.57(m, 1H), 2.56～2.52(m, 1H), 2.28(s, 3H), 2.02(s, 3H), 1.83(t,J=5.7 Hz, 1H);13C NMRδ: 204.7, 169.9, 137.8, 137.7, 128.4, 127.9, 127.8, 127.7, 74.0, 73.9, 73.5, 72.9, 69.2, 68.7, 59.9, 32.5, 31.2, 26.1, 21.0; ESI-HR-MSm/z: Calcd for C25H28O6Na{[M+Na]+} 447.177 8, found 447.177 4。

2 结果与讨论

在1,2-环丙烷葡萄糖合成过程中，高锰酸钾羟基化反应有许多文献[8，9]报道，且产率较高。本文将该方法应用于合成3时，产率偏低。对于选择性磺酰化反应，随着温度的升高副产物增多。孔繁祚等[10]曾报道选择性磺酰化方法，本文将该方法应用于合成4时，反应复杂。

7的稳定性比3,4,6-三-O-苄基-1,2-环丙烷葡萄糖差，可能是由3-乙酰氧基的吸电子效应增大引起的。7的3-位乙酰化，便于进一步去保护修饰，而6-位苄醚也可以转换成其他官能团，这样就可以实现3,4,6-位羟基分别被不同的基团保护，在寡糖及其他具有生物活性糖类衍生物的合成中更具实用价值，同时为糖类化合物选择性保护和官能团转化提供了新的方法。

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