一種化學合成紅景天苷的方法
2023-05-23 11:02:11 2
專利名稱：一種化學合成紅景天苷的方法
技術領域：
本發明屬於藥物化工領域，具體涉及化學合成紅景天苷的方法。
背景技術：
紅景天屬景天科植物，在世界上有近百種，多分布在北半球的高寒地帶，大多數生長在海拔3500米-5000米左右。在紅景天產地人們用其作滋補強壯藥，也用於消除疲勞，抵禦寒冷；它具有抗衰老、抗疲勞、抗缺氧、抗不良刺激、對機體雙向調節、抑制血糖升高等功效。1976年蘇聯把紅景天作為「適應原」樣藥，被廣泛應用於抗疲勞、抗衰老和提高腦力和體力機能等方面。在我國已利用紅景天植物成功開發了紅景天的注射製劑、口服液製劑以及多種保健產品，其需求量在不斷擴大。
紅景天是高寒地帶植物，因高原生態脆弱，再生能力差，自然再生十分緩慢，一般需自然生長7-8年方可採用，而生產所消耗的藥材資源用量相當大，野生資源儲量卻越來越少，可能很快就會出現資源枯竭的問題。紅景天苷是紅景天的主要有效成分之一。天然紅景天苷的提取不僅需要複雜的提取工藝，而且一般提取率只能達到植物乾重的0.4～0.8％。因此發展替代資源顯得十分重要。利用生物技術和化學合成方法是發展替代資源的重要手段。
已有的紅景天苷合成方法有生物合成和化學合成兩類。一般認為，生物合成具有反應條件溫和，立體選擇性高，反應過程簡單，環境汙染少等特點，但同時也存在反應周期長，效價低的問題。紅景天苷的生物合成方法一般是直接利用葡萄糖作為供糖體與對羥基苯乙醇進行糖苷化反應。已報導的方法主要有利用高山紅景天細胞(Rhodiola sachalinesis)懸浮培養液糖苷化方法合成紅景天苷(許建峰；蘇志國；馮樸蓀天然產物研究與開發1998，10(2)，8-14；許建峰；蘇志國植物學報，1998，40，1129-1135；Wu，Shuangxiu；Zu，Yuangang；Wu，Madeline.J.Biotech.2003，106，33-43)；或用菌株Absidia sp.MS2發酵粗酶液催化葡萄糖與對羥基苯乙醇進行糖苷化反應生成紅景天苷(賈豔萍；郭宏豔；張春枝；金鳳燮；大連輕工業學院學報，2004，23，97-99)。最近，中國專利CN 1560268A公開了一種以蘋果籽粉作為葡萄糖苷化酶，直接用葡萄糖和對羥基苯乙醇進行糖苷化合成紅景天苷的方法。該方法雖然葡萄糖的轉化率可以達到15.5％，對羥基苯乙醇可以回收利用，但存在著對羥基苯乙醇單次利用率太低(1.6％)及反應周期較長(5天)的問題。其效價仍然較低，工業化生產的成本依然較高。最近又有報導利用微生物進行糖苷化合成紅景天苷的方法(王夢亮，張芳，劉滇生中國催化雜誌2006，27(3)，233-236)，但對羥基苯乙醇的轉化率只達到8.2％。
紅景天苷的化學合成已有許多研究。早在上世紀60年代末，俄羅斯化學家就利用四乙醯-D-葡萄糖-1-溴代糖和對羥基苯乙醇在路易斯酸碳酸銀的催化下進行糖苷化反應，然後用甲醇鈉脫保護生成紅景天苷的方法[Troshchenko，A.T.；Juodvirsis，A.Khim.Prir.Soe.(1969)，5(4)，256-60.Synthesis of glycosides of 2-(p-hydroxyphenyl)ethanol]，但該方法的合成收率較低。之後報導的一些方法都與該縮合方法相類似，都用四乙醯-D-葡萄糖-1-溴代糖作為供糖體，而配糖體對羥基苯乙醇中的酚羥基需預先進行保護。如酚羥基苄基化的對羥基苯乙醇由對羥基苯乙酯反應得到(李國青，李展中國藥物化學雜誌，1996，6(2)，136-138)，或由對溴苯酚反應得到(張三奇；尚剛偉；李中軍；王安邦；蔡孟深；中國藥物化學雜誌，1997，7(4)，256-257)，或由對羥基苯乙酸反應得到(張蓮姬，李雪梅，田官榮；延邊大學學報，自然科學版，2002，28(2)，97-98)，或由對氨基苯乙酸反應得到(紀淑芳；周亞青.瀋陽藥學院學報1987，4(3)，192-193)。
上述方法中的四乙醯-D-葡萄糖-1-溴代糖都需要由五乙醯-β-D-葡萄糖與氫溴酸作用溴代得到，而且要用價格昂貴的貴金屬鹽碳酸銀作為糖苷化催化劑，糖苷化產物除糖上的保護基需去保護外，還需要用鈀催化加氫等方法去掉酚羥基上的保護基，因此工序較多，工業化的成本較高。最近，中國專利CN 1403467A公開了一種在催化量的路易斯酸催化下，以四乙醯基-α-D-葡萄糖基三氯乙醯亞胺酯作為糖苷化試劑與對乙醯氧基苯乙醇糖苷化反應，然後脫去保護基合成紅景天苷的方法。該方法具有較高的產率，然而，該方法中的原料四乙醯基-α-D-葡萄糖基三氯乙醯亞胺酯需要由五乙醯-β-D-葡萄糖轉化而來，對羥基苯乙醇中的酚羥基也需要預先進行保護。
發明內容
本發明的目的是提供一種利於降低成本，適於工業化的化學合成紅景天苷的方法。
本發明的化學合成紅景天苷的方法，其步驟如下1)在分子篩的存在下，由路易斯酸催化，將五乙醯-β-D-葡萄糖與對羥基苯乙醇在有機溶劑中，於10-35℃溫度下糖苷化反應0.5-5.0小時，生成四乙醯紅景天苷，對羥基苯基乙醇的摩爾濃度為0.1-1.0M，五乙醯-β-D-葡萄糖和對羥基苯乙醇的當量比為1.0-5.0，分子篩用量為五乙醯-β-D-葡萄糖重量的0.5-3.0倍，路易斯酸和五乙醯-β-D-葡萄糖的當量比為0.5-3.0；2)將步驟1)得到的四乙醯紅景天苷加入到NaOCH3的甲醇溶液中，四乙醯紅景天苷的摩爾濃度為0.05-0.5M、NaOCH3的摩爾濃度為0.1-0.5M，室溫下反應至少12小時，脫去乙醯基得到紅景天苷。
本發明糖苷化反應中，五乙醯-β-D-葡萄糖的用量減少，糖苷化的產率會降低，而用量增加時則副產物增多，優選五乙醯-β-D-葡萄糖和對羥基苯乙醇的當量比為1.5-2.5。
在糖苷化反應中若不用分子篩，糖苷化反應產率明顯下降。所用的的分子篩最好是4A分子篩。優選分子篩用量為五乙醯-β-D-葡萄糖重量的1.0-2.0倍。
本發明中的糖苷化反應需要路易斯酸催化，所用的路易斯為四氯化錫SnCl4或三氟化硼BF3，以SnCl4為優選。路易斯酸和五乙醯-β-D-葡萄糖的當量比為0.5-3.0，而以1.0-2.0為優先。用量過少，反應減慢，產率明顯降低。用量過大，反應副產物1-氯代四乙醯-β-D-葡萄糖明顯增加。
本發明中所用的有機溶劑可以是二氯甲烷或二氯乙烷，或是二氯甲烷與乙醚或四氫呋喃的混合溶劑，或是二氯乙烷與乙醚或四氫呋喃的混合溶劑。有機溶劑用量為能使對羥基苯乙醇的摩爾濃度達到0.1-1.0M，而以0.2-0.4M為優先。
本發明中糖苷化反應溫度對反應產率有很大的影響，溫度太低時，反應會進行得很慢甚至不能進行，溫度太高時，糖苷鍵異構化產物明顯增加。反應溫度以10-35℃為宜，而以15-30℃為佳。
本發明中反應時間對反應產率有明顯的影響，時間太短時，原料轉化不完全，時間太長時，副產物明顯增加。反應時間以0.5-5.0小時為宜，而以1.0-2.5小時為佳。
本發明的化學合成紅景天苷的化學反應式如下，其中，結構式I為紅景天苷，結構II為五乙醯-β-D-葡萄糖，結構III為對羥基苯乙醇，結構式IV為四乙醯基紅景天苷 本發明有益效果在於與傳統的合成方法相比，無需預先把五乙醯-β-D-葡萄糖轉化為高活性的四乙醯-D-葡萄糖-1-溴代糖或四乙醯基-α-D-葡萄糖基三氯乙醯亞胺酯，對羥基苯乙醇中的酚羥基也不需要保護而可以直接糖苷化生成糖苷，因此縮短了反應步驟；縮合反應中催化劑只要用SnCl4、BF3這樣較廉價的路易斯酸，而無需用價格昂貴的碳酸銀，製備成本明顯下降。所以該合成方法可成為適合於工業化生產紅景天苷的方法。
具體實施例方式
實施例1在五乙醯-β-D-葡萄糖(2.93g，7.5mmol)的二氯甲烷(30ml)溶液中加入4A分子篩2克，在氮氣保護下攪拌1小時。然後，加入四氯化錫(0.585ml，5.0mmol)，加完後立即加入對羥基苯乙醇(0.69g，5mmol)的二氯甲烷(20ml)懸浮液，室溫攪拌反應2小時。反應結束經放置後，傾倒出有機層，再往固體物中加入乙酸乙酯攪拌數分鐘後傾倒出有機層，再重複一次。有機相合併後，在攪拌下倒入飽和碳酸氫鈉(75ml)中，分出有機層後，水層用二氯甲烷提取(3×15ml)，有機層合併後用水洗(2×30ml)，然後在硅藻土上過濾，並減壓蒸除溶劑得漿狀物。該漿狀物用矽膠柱色譜(石油醚∶二氯甲烷)分離，減壓蒸去溶劑得白色固體四乙醯基紅景天苷1.06克。
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.03(d，J＝8.4Hz，2H)，6.74(d，J＝8.4Hz，2H)，5.64(s，1H)，5.17(t，J＝9.2Hz，1H)，5.07(dd，J＝10.0Hz，9.2Hz，1H)，4.98(dd，J＝10.0Hz，9.6Hz，1H)，4.47(d，J＝8.4Hz，1H)，4.25(dd，J＝12.4Hz，4.4Hz，1H)，4.14-4.06(m，2H)，3.68-3.60(m，2H)，2.81-2.77(m，2H)，2.08(s，3H)，2.01(s，3H)，1.99(s，3H)，1.91(s，3H)。
把上述四乙醯基紅景天苷溶解在含有甲醇鈉(0.27克，5.0mmol)的無水甲醇(12.5ml)中，室溫攪拌反應24小時，待反應結束後，加入酸性樹脂中和，然後濾去樹脂，濾液經減壓濃縮，並用矽膠柱分離提純得紅景天苷0.67克，總產率45％，熔點為160-162℃。
1H NMR(500MHz，D2O)7.12(d，J＝8.5Hz，2H)，6.76(d，J＝8.5Hz，2H)，4.35(d，J＝8.0Hz，1H)，4.10-3.90(m，1H)，3.81-3.70(m，2H)，3.61(dd，J＝12.5Hz，5.5Hz，1H)，3.38-3.25(m，3H)，3.14(dd，J＝9.0Hz，8.0Hz，1H)，2.78(t，J＝7.0Hz，2H).
實施例2五乙醯β-D-葡萄糖(2.96g，7.5mmol)的二氯甲烷(30ml)溶液中加入4A分子篩2克，在氮氣保護下攪拌1小時。然後，加入三氟化硼乙醚溶液(0.63ml，5.0mmol)，加完後立即加入對羥基苯乙醇(0.69g，5mmol)的二氯甲烷(20ml)懸浮液，室溫攪拌反應5小時。得到四乙醯基紅景天苷0.30克。
把上述四乙醯基紅景天苷溶解在含有甲醇鈉(0.07克，1.3mmol)的無水甲醇(12.5ml)中，室溫攪拌反應12小時。待反應結束後，加入酸性樹脂中和，然後濾去樹脂，濾液經減壓濃縮，並用矽膠柱分離提純得紅景天苷0.17克，總產率11％。
實施例3五乙醯β-D-葡萄糖(3.90g，1.0mmol)的二氯甲烷(30ml)溶液中加入4A分子篩2克，在氮氣保護下攪拌1小時。然後，加入四氯化錫(0.88ml，7.5mmol)，加完後立即加入對羥基苯乙醇(0.69g，5mmol)的二氯甲烷(20ml)懸浮液，室溫攪拌反應2小時。得到四乙醯基紅景天苷0.56克。
把上述四乙醯基紅景天苷溶解在含有甲醇鈉(0.14克，2.5mmol)的無水甲醇(12.5ml)中，室溫攪拌反應24小時。待反應結束後，加入酸性樹脂中和，然後濾去樹脂，濾液經減壓濃縮，並用矽膠柱分離提純得紅景天苷0.33克，總產率22％。
實施例4五乙醯β-D-葡萄糖(2.96g，7.5mmol)的二氯乙烷(30ml)溶液中加入4A分子篩6克，在氮氣保護下攪拌1小時。然後，加入四氯化錫(0.585ml，5.0mmol)，加完後立即加入對羥基苯乙醇(0.69g，5mmol)的二氯乙烷(20ml)懸浮液，在35℃攪拌反應4小時。得到四乙醯基紅景天苷0.42克。
把上述四乙醯基紅景天苷溶解在含有甲醇鈉(0.27克，5.0mmol)的無水甲醇(12.5ml)中，室溫攪拌反應12小時。待反應結束後，加入酸性樹脂中和，然後濾去樹脂，濾液經減壓濃縮，並用矽膠柱分離提純得紅景天苷0.25克，總產率17％。
實施例5五乙醯β-D-葡萄糖(2.96g，7.5mmol)的二氯甲烷(30ml)和乙醚(15ml)溶液中加入4A分子篩2克，在氮氣保護下攪拌1小時。然後，冷卻至10℃並加入四氯化錫(0.585ml，5.0mmol)，加完後立即加入對羥基苯乙醇(0.69g，5mmol)的二氯甲烷(20ml)懸浮液，在10℃攪拌反應5小時。得到四乙醯基紅景天苷0.22克。
把上述四乙醯基紅景天苷溶解在含有甲醇鈉(0.14克，2.5mmol)的無水甲醇(12.5ml)中，室溫攪拌反應12小時。待反應結束後，加入酸性樹脂中和，然後濾去樹脂，濾液經減壓濃縮，並用矽膠柱分離提純得紅景天苷0.14克，總產率9％。
實施例6五乙醯β-D-葡萄糖(3.90g，1.0mmol)的二氯甲烷(30ml)溶液中加入4A分子篩4克，在氮氣保護下攪拌1小時。然後，加入四氯化錫(1.17ml，1.0mmol)，加完後立即加入對羥基苯乙醇(0.69g，5mmol)的二氯甲烷(20ml)懸浮液，室溫攪拌反應0.5小時。得到四乙醯基紅景天苷0.63克。
把上述四乙醯基紅景天苷溶解在含有甲醇鈉(0.27克，5.0mmol)的無水甲醇(12.5ml)中，室溫攪拌反應24小時。待反應結束後，加入酸性樹脂中和，然後濾去樹脂，濾液經減壓濃縮，並用矽膠柱分離提純得紅景天苷0.39克，總產率26％。
權利要求
1.一種化學合成紅景天苷的方法，其步驟如下1)在分子篩的存在下，由路易斯酸催化，將五乙醯-β-D-葡萄糖與對羥基苯乙醇在有機溶劑中，於10-35℃溫度下糖苷化反應0.5-5.0小時，生成四乙醯紅景天苷，對羥基苯基乙醇的摩爾濃度為0.1-1.0M，五乙醯-β-D-葡萄糖和對羥基苯乙醇的當量比為1.0-5.0，分子篩用量為五乙醯-β-D-葡萄糖重量的0.5-3.0倍，路易斯酸和五乙醯-β-D-葡萄糖的當量比為0.5-3.0；2)將步驟1)得到的四乙醯紅景天苷加入到NaOCH3的甲醇溶液中，四乙醯紅景天苷的摩爾濃度為0.05-0.5M、NaOCH3的摩爾濃度為0.1-0.5M，室溫下反應至少12小時，脫去乙醯基得到紅景天苷。
2.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵是五乙醯-β-D-葡萄糖與對羥基苯乙醇的當量比為1.5-2.5。
3.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵是所說的分子篩為4A分子篩。
4.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵是分子篩用量為五乙醯-β-D-葡萄糖重量的1.0-2.0倍。
5.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵在於所說的路易斯酸是四氯化錫或三氟化硼。
6.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵在於路易斯酸和五乙醯-β-D-葡萄糖的當量比為1.0-2.0。
7.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵在於所說的有機溶劑是二氯甲烷或二氯乙烷，或是二氯甲烷與乙醚或四氫呋喃的混合溶劑，或是二氯乙烷與乙醚或四氫呋喃的混合溶劑。
8.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵在於對羥基苯基乙醇的摩爾濃度為0.2-0.4M。
9.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵在於縮合反應溫度為15-30℃。
10.根據權利要求1所述的化學合成紅景天苷的方法，其特徵在於縮合反應時間為1.0-2.5小時。
全文摘要
本發明公開了一種化學合成紅景天苷的方法，其步驟為分子篩存在下，由路易斯酸催化五乙醯－β－D－葡萄糖和對羥基苯乙醇在有機溶劑中糖苷化反應生成四乙醯基紅景天苷，然後四乙醯基紅景天苷在NaOCH
文檔編號C07H15/18GK1911949SQ20061005303
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月21日 優先權日2006年8月21日
發明者吳金龍, 廖宇, 劉珊林 申請人:浙江大學