树脂糖苷Albinoside III的新型喹诺糖模块的合成

孙琳琳, 刘文晶, 于广利, 李春霞

(中国海洋大学 医药学院 海洋药物教育部重点实验室 山东省糖科学与糖工程重点实验室，山东 青岛 266003)



·研究论文·

树脂糖苷Albinoside III的新型喹诺糖模块的合成

孙琳琳, 刘文晶, 于广利, 李春霞*

(中国海洋大学 医药学院 海洋药物教育部重点实验室 山东省糖科学与糖工程重点实验室，山东 青岛 266003)

树脂糖苷Albinoside III是一种良好的多药耐药外排泵抑制剂，本文探索了高效构建树脂糖苷中喹诺糖模块的方法。从D-葡萄糖硫苷出发，采用一锅法，经4步反应构建了D-喹诺糖模块A,总收率58.4%；从4,6-位苄叉保护的D-葡萄糖硫苷出发，通过3-位选择性的PMB保护，经5步反应构建了正交保护的D-喹诺糖模块E,总收率28.5%。该合成路线中涉及8个新化合物，其结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI)表征。

树脂糖苷Albinoside III; D-葡萄糖硫苷; 一锅法; 正交保护; D-喹诺糖; 合成

树脂糖苷是旋花科牵牛属植物的主要活性成份，是一类含有大环内酯结构的糖脂。近年来，墨西哥Rogelio Pereda-Miranda小组[1-3]和中国的孔令义小组[4-5]等从旋花科植物中分离到了多种树脂糖苷类化合物。生物活性研究发现，树脂糖苷具有抗菌、抗肿瘤活性及多药耐药外排泵抑制活性等作用[1-6]。树脂糖苷因其新颖独特的化学结构和多样的生物活性而倍受药物化学家的关注。

2012年，墨西哥Sara Cruz-Morales等[7]从月亮藤的种子中提取分离到了树脂糖苷Albinoside系列化合物，并且证明了Albinoside III(Chart 1)作为多药耐药外排泵抑制剂，与长春碱联合用药，可抑制乳腺癌MCF-7细胞的增殖。Albinoside III用药浓度为25 μg·mL-1时逆转倍量可达2 140倍。树脂糖苷Albinoside III作为良好的多药耐药外排泵抑制剂引起了我们的极大兴趣。

Albinoside III

树脂糖苷Albinoside III的寡糖链由一个D-葡萄糖，两个L-鼠李糖和两个D-喹诺糖组成，长链脂肪酸为11S-羟基-十六烷酸，修饰性脂肪酸均为2-甲基-2-丁烯酸，内酯环为19元环，内酯键处在D-葡萄糖的3-位。该化合物结构复杂，对其进行全合成有相当的难度。

目前已合成的树脂糖苷[8-12]所含糖的种类主要有D-葡萄糖，D-半乳糖，L-鼠李糖和D-岩藻糖四种，含D-喹诺糖的较少。1995年，Schmidt小组在合成树脂糖苷Calonyctin A时，初次建立了D-喹诺糖模块的合成方法[13]。该方法以D-葡萄糖为原料，首先制得1,2 ∶5,6-O-双异亚丙基-α-D-呋喃葡萄糖，再将3-位经选择性烯丙基或苄基保护，水解5,6-位丙酮叉保护，6-位羟基形成活性磺酸酯后还原，再将1,2-位丙酮叉水解得到3-位烯丙基或苄基保护的D-喹诺糖。在此基础上通过1,2-位原酸酯保护和一系列保护基操作后制备D-喹诺糖糖基供体或受体。上述合成D-喹诺糖模块的路线较为繁琐且产率较低。因此需要对D-喹诺糖模块的合成方法进行改进和优化。

本文以Albinoside III中D-喹诺糖模块的合成为重点，结合该化合物的结构特征，进行两个D-喹诺糖模块(模块A和模块E)的构建，进而为后期Albinoside III的全合成奠定基础。其中模块A的构建需要满足以下要求：作为糖基供体与长链脂肪酸偶联；2-位保护基可以选择性脱除，与供体模块B进行糖苷化；3,4-位需要比较稳定的保护基，最后脱除构建目标物。模块E的构建需要满足以下要求：作为糖基供体与受体模块B进行糖苷化；2-位可以选择性脱除与供体模块F进行糖苷化；3-位可以选择性脱除，替换为修饰性脂肪酸；4-位需要比较稳定的保护基，最后脱除构建目标物。根据上述要求设计了1-S-对甲基苯基-2-O-苯甲酰基-3,4-O-苄基-β-D-喹诺糖模块A(7， Scheme 1)和1-S-对甲基苯基-2-O-邻叠氮甲基苯甲酰基-3-O-对甲氧基苄基-4-O-苄基-β-D-喹诺糖模块E(13， Scheme 2)的合成路线。

Scheme 1

Scheme 2

从D-葡萄糖硫苷(1)[14 ]出发，对其进行全TMS保护制得化合物2，后经一锅法反应制得3,4-位苄基保护的D-葡萄糖硫苷(5)，该一锅法具体过程为：2经TMSOTf催化的缩醛反应生成4,6-位苄叉保护的中间体3；再以Et3SiH为还原剂，经还原醚化反应生成3-位选择性苄基保护的中间体4； 4经BH3·THF还原得化合物5。 5的6-位羟基形成活性磺酸酯[15]，2-位羟基用Bz保护制得D-葡萄糖硫苷供体6； 6经硼氢化钠还原合成了D-喹诺糖硫苷供体(7)。该路线采用一锅法[16]实现了葡萄糖2,3-位的区分，构建了D-喹诺糖模块A(Scheme 1)。

从4,6-位苄叉保护的D-葡萄糖硫苷(8)[17]出发，在Bu2SnO的介导下，采用葡萄糖3-位选择性PMB保护的方法[18]实现葡萄糖2,3-位的区分；然后选择性打开苄叉，6-位羟基形成活性磺酸酯[15]，再经硼氢化钠还原实现了6-位甲基化制得化合物12。选用Azmb保护基(邻叠氮甲基苯甲酸酯基)[19]保护2-位羟基合成了D-喹诺糖硫苷13，由此构建了正交保护的D-喹诺糖模块E(Scheme 2)。

在上述合成路线中，化合物2， 5， 7， 9～13均为新化合物，其结构经1H NMR，13C NMR和HR-MS(ESI)表征。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

P-1020型旋光仪(589 nm，CHCl3为溶剂);DD2 500-MR型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；Micromass Q-TOF ultima Global型质谱仪。

所用试剂均为分析纯，其中二氯甲烷、甲醇、甲苯、吡啶和DMF使用前经无水处理。

1.2 合成

(1) 2的合成

将1[14]3.0 g(10.2 mmol)溶于二氯甲烷40 mL中，N2保护，冰浴冷却，搅拌下加入Et3N 10.8 mL(81.6 mmol)，三甲基氯硅烷(TMSCl)7.6 mL(61.2 mmol)，逐渐升至室温，反应12 h(TLC监测)。真空浓缩，残余物用石油醚稀释，过滤，滤液浓缩后经硅胶柱层析[洗脱剂：A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=70 ∶1]纯化得透明油状液体2 4.8 g，收率81%；1H NMRδ: 7.43(d,J=8.1 Hz, 2H, ArH), 7.07(d,J=7.9 Hz, 2H, ArH), 4.56(d,J=8.5 Hz, 1H, 1-H), 3.79(dd,J=2.2 Hz, 11.1 Hz, 1H, 6-Ha), 3.62(dd,J=6.3 Hz, 11.2 Hz, 1H, 6-Hb), 3.47～3.39(m, 3H, 2,3,4-H), 3.26～3.24(m, 1H, 5-H), 2.34(s, 3H, ArCH3), 0.24(s, 9H, SiC3H9), 0.17(s, 9H, SiC3H9), 0.16(s, 9H, SiC3H9), 0.11(s, 9H, SiC3H9)。

(2) 5的合成

(3) 7的合成

将5 0.22 g(0.47 mmol)溶于10 mL吡啶中，N2保护，搅拌下于室温加入p-TsCl 0.36 g(1.79 mmol)， DMAP 16 mg(0.08 mmol)，反应5 h；于50 ℃反应2 h(TLC监测)；加入BzCl 98 μL(0.85 mmol)，于室温反应4 h(TLC检测)。真空浓缩，加入二氯甲烷15 mL，依次用1 mol·L-1盐酸(2×10 mL)，饱和NaHCO3溶液(2×10 mL)和饱和NaCl溶液(2×10 mL)洗涤，无水Na2SO4干燥，减压蒸除溶剂，残余物真空干燥得淡黄色油状粗品6，直接用于下步反应。

(4) 9的合成

(5) 10的合成

(6) 12的合成

将10 759 mg(1.5 mmol)溶于12 mL吡啶中，N2保护，搅拌下于室温加入p-TsCl 1.3 g(6.9 mmol)和DMAP 32 mg(0.26 mmol)，反应4 h(TLC监测)。减压浓缩，残余物加入二氯甲烷20 mL，依次用1 mol·L-1盐酸(2×10 mL)、饱和NaHCO3溶液(2×10 mL)和饱和NaCl溶液(2×10 mL)洗涤，无水Na2SO4干燥，减压浓缩得白色固体11粗品。

(7) 13的合成

树脂糖苷Albinoside III作为潜在的多药耐药外排泵抑制剂，对其进行全合成研究对于克服肿瘤多药耐药问题具有重要意义。D-喹诺糖是树脂糖苷Albinoside III骨架中重要的模块，其合成报道较少。目前只有Schmidt小组报道了树脂糖苷Calonyctin A中D-喹诺糖的合成[13]。树脂糖苷Albinoside III中D-喹诺糖模块A的构建既要实现2,3-位的区分，又要将6-位进行甲基化；其中D-喹诺糖模块E需要进行正交保护，因此合成难度较大。

本文探索了树脂糖苷Albinoside III中两个D-喹诺糖模块的合成方法。文献中通过原酸酯实现葡萄糖2,3-位区分[20-21]以及通过6-位羟基碘代后还原实现甲基化的方法[22]均比较繁琐。本文以全TMS保护的D-葡萄糖硫苷2为原料，采用一锅法通过4,6-位苄叉保护，3-位选择性苄基化，选择性打开4,6-位苄叉快速高效地实现了葡萄糖2,3-位区分，然后6-位羟基形成活性磺酸酯后还原构建了模块A。若以D-葡萄糖为起始原料计算，该方法以7步38.3%的总收率构建了3,4-位苄基保护，2-位Bz保护的D-喹诺糖硫苷供体7(即D-喹诺糖模块A)。Schmidt小组以9步30.4%的总收率构建了树脂糖苷Calonyctin A中类似的D-喹诺糖模块[13]。与Schmidt小组的方法相比，该一锅法简化了合成步骤，提高了反应产率。本研究开创了由D-葡萄糖构建D-喹诺糖模块的新方法，为下一步糖苷化研究奠定了基础。

另外，本研究构建了正交保护的D-喹诺糖模块E。在Bu2SnO的介导下，采用葡萄糖3-位选择性PMB保护的方法实现了葡萄糖2,3-位的区分，选择性打开4,6-位苄叉，裸露的6-位羟基形成活性磺酸酯后还原，以5步28.5%的总收率构建了D-喹诺糖硫苷供体13(即D-喹诺糖模块E)。其中，苄基、对甲氧基苄基和邻叠氮甲基苯甲酰基均可选择性脱除，如苄基可用Pd/C， H2还原脱除，对甲氧基苄基可在酸性条件下脱除或通过DDQ氧化脱除，Azmb保护基可在温和的还原条件下通过Staudinger反应脱除(Bu3P, THF-H2O)[19]。该方法为Albinoside III的合成奠定了基础，同时也为树脂糖苷类化合物中相关喹诺糖模块的合成提供了借鉴。

从D-葡萄糖硫苷出发，采用一锅法，经4步反应构建了D-喹诺糖模块A,总收率58.4%；从4,6-位苄叉保护的D-葡萄糖硫苷出发，通过3-位选择性的PMB保护，经5步反应构建了正交保护的D-喹诺糖模块E,总收率28.5%。该合成路线中涉及8个新化合物。该研究结果为新型的多药耐药外排泵抑制剂的合成奠定了基础，同时也推动了Albinoside系列树脂糖苷的构效关系研究。

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Synthesis of Novel Quinoside Building Blocks of Resign Glycoside Albinoside III

SUN Lin-lin, LIU Wen-jing, YU Guang-li, LI Chun-xia*

(Key Laboratory of Glycoscience and Glycotechnology of Shandong Province, Key Laboratory of Marine Drugs,Ministry of Education, School of Medicine and Pharmacy, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

Resign glycoside albinoside III is a good multi-resistant efflux pump inhibitor. The efficient method to synthesize the quinoside building blocks of Albinoside III was reported. The quinoside building block A was synthesized fromp-tolyl-1-thio-β-D-glucopyranoside through one-pot strategy by four step reactions in total yield of 58.4%. The quinoside building block E was synthesized fromp-methylphenyl-4,6-O-benzylidene-1-thio-β-D-glucopyranoside through regioselective PMB protection by five step reactions in total yield of 28.5%. Eight novel compounds were involved in the synthetic route. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR and HR-MS(ESI).

Resign glycoside Albinoside III; D-glucopyranoside; one-pot strategy; orthogonal protection; D-quinoside; synthesis

2016-03-10；

2016-08-31

国家自然科学基金委员会-山东省人民政府联合资助海洋科学研究中心项目(U1406402)； 海洋公益性行业科研专项基金资助项目(201405038)； 青岛市自主创新重大专项(15-4-13-zdzx-hy)

孙琳琳(1990-)，女，汉族，山东德州人，硕士研究生，主要从事药物化学的研究。 E-mail： sunlinlinenjoylife@163.com

李春霞，教授， Tel. 0532-82032030， E-mail： lchunxia@ouc.edu.cn

O629.11; O621.3

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2016.10.16070