專利名稱：一種適于產業(yè)化的紅景天苷化學合成方法
技術領域：
本發(fā)明屬于藥物化工技術領域，更具體地說，涉及一種適于產業(yè)化的天然產物紅景天苷化學合成方法。
背景技術：
紅景天為景天科紅景天屬多年生草本植物，全世界此屬植物近百種，種類繁多，為高海拔、耐寒植物。紅景天苷是我國藏藥藥用植物紅景天的主要活性成分之一?，F代藥理學研究結果表明，紅景天苷對心肌損傷有保護作用，具有抗缺氧、抗輻射、抗疲勞、抗衰老、 調節(jié)免疫功能及解毒等作用，對血壓及血糖具有雙向調節(jié)作用，還具有鎮(zhèn)靜、抗微波輻射、 促進蛋白質代謝、消炎、強心及抗腫瘤等多種功效[劉孟華，李沛波，蘇薇薇，紅景天化學成分及其藥理作用研究進展，中南藥學，2006，4，463;袁瑜，張良，李玉峰，紅景天活性成分及藥理作用，食品與藥品，2007，9，M漕曉剛，于剛，王立軍，紅景天苷研究進展，食品與藥品， 2007，9，48]。在我國以紅景天苷為主要藥效成分的紅景天注射制劑、口服液制劑及多種保健品已開發(fā)上市，而且基于紅景天苷單體的心臟搶救用藥物的研發(fā)工作也在進行中。隨著越來越多的紅景天苷新藥及保健品上市，藥物生產、生物學及新藥研究對高純度紅景天苷原料的需求會越來越大，發(fā)展高效、低成本、易于工業(yè)化生產的紅景天苷制備方法已成為當務之
芻
/CJ、O紅景天屬植物多分布于北半球的高寒地帶，生長緩慢，再生能力較差，隨著藥物開發(fā)及生產規(guī)模的不斷擴大，紅景天消耗量急劇增加，野生儲備資源越來越少。由于紅景天苷在植物中的含量較低，從天然紅景天植物中提取紅景天苷的提取工藝一般也較為復雜，提取率通常只有植物干重的0. 4 0. 8%，因此采用植物提取的方法獲取紅景天苷存在著提取成本高、工作量大、高純度樣品難于制備及不利于資源保護等問題，因此發(fā)展一種可大量工業(yè)化生產紅景天苷的合成方法很有必要和急需的。目前，文獻報道的涉及紅景天苷合成的方法可分為生物合成及化學合成兩大類。 迄今為止報道的紅景天苷生物合成的文獻不多，主要合成方法集中在組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)、 其他生物次生代謝及基因克隆和遺傳轉化等方面，大多數的工作尚處于實驗室探索階段， 離工業(yè)化大規(guī)模生產尚有較大距離[張祖榮，廖志華，紅景天苷的生物合成途徑及生物技術研究進展，中草藥，2010,41,1571]。另外，采用糖苷酶催化的生物合成也有報道，如 Tetrahedron Asymmetry(1999,10,2429)報道了采用杏仁 β-葡萄糖苷酶(Sigma G-0395) 催化，以對硝基苯基葡萄糖苷為供體的紅景天苷合成方法；Process Biochemistry (2005, 40,3143)也報道了以β-葡萄糖苷酶(黑曲霉，Aspergillas niger)催化葡萄糖和酪醇的反應。目前國內此類研究采用的酶主要來源為菌株發(fā)酵液或植物提取的粗酶。如采用 Absidia Sp.MS2菌株發(fā)酵液提取的粗酶催化葡萄糖和酪醇發(fā)生糖基化反應生成紅景天苷 [賈艷萍，郭宏艷，張春枝，金鳳燮，大連輕工業(yè)學院學報，2004，23，97]；采用蘋果籽粉中的葡萄糖苷酶催化葡萄糖和酪醇進行糖基化反應合成紅景天苷也有報道[許建和，童愛敏，林國強，一種天然產物紅景天苷的酶促合成方法.中國發(fā)明專利ZL 200410016652.0;許建和，郁惠蕾，林國強.一種反應與分離耦合酶促合成紅景天苷的方法.中國發(fā)明專利ZL 200610024094. 1]。一般認為，生物合成具有反應條件溫和，有較好的立體選擇性，反應過程簡單等優(yōu)點；但綜合分析紅景天苷生物合成研究的報道，認為目前大多數工作的實質主要還是利用不同來源的β -葡萄糖苷酶催化紅景天苷的合成，酶的來源不同對底物的選擇性不同，由于糖苷酶同時具有催化糖基化反應及糖苷鍵水解的雙向催化作用，因此可以預見采用糖苷酶催化的紅景天苷的合成，收率不會理想；此外，此類生物合成因酶對體系緩沖液種類、有機溶劑種類及加入量、PH值、溫度、底物濃度等因素的敏感和局限性，條件控制不易，反應周期較長；另外，由于生物合成體系化合物組成復雜，主產物含量較低，若想獲得純度較高的紅景天苷，柱層析是必需的純化手段，因此此類生物合成方法在效率、規(guī)模及生產成本上應不具有競爭優(yōu)勢。 紅景天苷的化學合成研究已有許多報道。從1969年蘇聯(lián)化學家[Troshchenko， Α. Τ. Juodvirsis, Α.，Khim. Prir. Soe，1996，5，256]首次報道了紅景天苷的化學合成工作以來，已陸續(xù)有多篇關于化學合成紅景天苷的論文及專利發(fā)表。綜合分析已公開的紅景天苷合成方法，按方法學可分為三類第一類是采用Koenigs-Knorr法合成紅景天苷。該法均采用四乙酰溴代葡萄糖作為糖基供體，重金屬鹽碳酸銀作為催化劑，糖基受體有采用乙?；Ｗo酪醇酚羥基、芐基保護及直接采用酪醇為受體三種情況。如鄧梅等用乙?；Ｗo的酪醇為受體，乙酰溴代糖為供體，碳酸銀催化下合成了紅景天苷及其類似物，取得了較好的收率。但產物純化仍采用柱層析法，乙?；Ｗo酚羥基會在糖基化過程中出現乙酰基遷移的情況，使反應復雜化，收率降低[鄧梅，吳振剛，劉雪英，孫曉莉，紅景天苷及其類似物的合成，第四軍醫(yī)大學學報，2007，28，1501]；姜茹等采用類似的方法，利用四乙酰溴代糖與乙?；Ｗo酚羥基的酪醇進行糖基化，經脫保護制備了紅景天苷的糖型類似物[姜茹，孫曉莉，石天堯，陳惠，景臨林，劉雪英，一種大量制備酪醇糖苷的方法，中國發(fā)明專利申請CN200910023275.6]，雖然該法產率較高，可單次制備公斤級高純度(>98%)的紅景天苷類似物，但是仍無法避免需要用到昂貴的碳酸銀、乙?；Ｗo基遷移、中間體需柱層析分離等問題，因此仍然不適于工業(yè)化生產。直接以酪醇為受體的報道如石力夫等人利用四乙酰溴代糖與酪醇在碳酸銀催化下糖基化反應形成糖苷，再經過脫保護得到紅景天苷。由于酪醇的醇羥基與酚羥基均能發(fā)生糖基化反應，造成副產物多，大量制備時，會造成產率降低和分離困難[石力夫，蔡溱，姚斌.紅景天苷衍生物及其制備方法和用途.中國發(fā)明專利ZL03141678. 0]。采用芐基保護酚羥基的酪醇為受體的報道較多，差別主要在于芐基保護酚羥基酪醇制備方法的不同[李國青，李展，中國藥物化學雜志，1996，6，136 ；張三奇，尚剛偉，李中軍，王安邦，蔡孟深，中國藥物化學雜志，1997，7，256 ；紀淑芳，周亞青，沈陽藥學院學報，1987，4，192;張蓮姬，李雪梅，田官榮，延邊大學學報(自然科學版)，2002，28，97 ； 郭益冰，鄭成，孟穎，楊宇民，紅景天苷及其類似物的合成，南通大學學報(自然科學版)， 2009，8，29]。采用芐基保護酪醇的酚羥基，雖然避免了糖基化反應中乙?；w移問題，但含芐基化合物的難于結晶且脫除時需要用貴金屬Pd的催化氫化，因此合成步驟增加，工業(yè)化成本較高并存在安全隱患。第二類方法是采用khmidt糖基化法制備紅景天苷，該法采用四乙?；?苯甲?；?-α -D-葡萄糖基三氯乙酰亞胺酯為糖基化供體，與乙?；Ｗo酚羥基的酪醇在催化量的路易斯酸作用下成苷，然后脫除保護基合成紅景天苷[惠永正，曾志宏，劉俊耀，紅景天苷類化合物的合成方法，中國發(fā)明專利ZL 02137490.2]。該法具有較高的產率，但由于采用了乙酰基保護酪醇酚羥基，仍存在乙?；w移帶來的反應復雜性；由于反應中間體不具備結晶性，因此該法仍無法革除柱層析；此外由于?；腔纫阴啺孵ヌ腔w需經三步反應制備，合成繁瑣，不易儲存，合成成本高穩(wěn)定性不好，大量制備時可能會因供體的部分水解而導致合成失敗。因此該方法基本不具備工業(yè)生產的可行性。第三類方法是乙酰糖糖基化法。該法采用高活性的五乙酰葡萄糖為供體，在分子篩和路易斯酸存在下與未保護的酪醇進行糖基化反應，得到關鍵中間體四乙酰紅景天苷，然后在 Na0CH3/H0CH3條件下脫除保護基便得到紅景天苷[吳金龍，廖宇，劉珊林，一種化學合成紅景天苷的方法，中國發(fā)明專利ZL 200610053035. 7]。盡管該方法使用了價廉易得的β五乙酰葡萄糖為原料，酪醇無需保護，反應步驟在所有紅景天苷化學合成相關文獻中是最短的， 但是，同樣由于酪醇的醇羥基與酚羥基均能發(fā)生糖基化反應，因此會造成反應產物復雜、產率偏低、各步產物分離必需依賴柱層析等問題，使該工藝工業(yè)化放大的可能性大大降低。

發(fā)明內容
鑒于現有的紅景天苷化學合成各類方法存在的各種問題，本發(fā)明人在前期研究工作的基礎上，改進了合成路線，建立了一種可大量制備紅景天苷的新方法，成功地克服了現有技術中存在的不足。本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、低成本、適于工業(yè)化生產的紅景天苷制備方法。本發(fā)明的另一目的是提供用于制備紅景天苷的中間體化合物。具體地說，本發(fā)明提供了一種紅景天苷的制備方法，其包括如下步驟(1) β-D-五乙酰葡萄糖與式I化合物在路易斯酸存在下反應，得到式II化合物
權利要求
1.一種紅景天苷的制備方法，其包括如下步驟(1)β -D-五乙酰葡萄糖與式I化合物在路易斯酸存在下反應，得到式II化合物
2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述取代的苯基或者取代的萘基是指苯環(huán)或者萘環(huán)被一個或兩個以上取代基所取代，而且，所述取代基選自鹵素、硝基、C1-C4烷基、 C1-C4烷氧基、或苯基。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述的路易斯酸選自三氯化鋁、氯化鋅、溴化鋅、三氟化硼乙醚、四氯化錫、四氯化鈦、三氯化鐵或者三氟甲磺酸甲酯或它們的混合物。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述堿性條件是指在氫氧化鈉、氫氧化鉀或者C1-C4烷醇鈉存在條件下，優(yōu)選地，選自C1-C4烷醇鈉，更優(yōu)選地選自甲醇鈉或叔丁醇鈉。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其中，所述式I化合物通過下列步驟制備酪醇與酰鹵Ii1-C(O)-X或酸酐R1-C(O)-O-C(O)-R1在堿性條件于合適溶劑中反應，從而得到式I化合物；這里，所述酰鹵R1-C (0) -X或酸酐R1-C (0) -O-C (0) -R1中R1如權利要求1中式I所定義的；X選自氯、溴或碘，優(yōu)選地，X為氯。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，酪醇(即2-(4-羥基苯基)乙醇)與酰鹵 R1-C(O)-X或酸酐R1-C(O)-O-C(O)-R1在堿性條件下反應，從而得到式I化合物；在反應完成后，無需柱層析，而是結晶法純化產品；這里，所述結晶法所用的溶劑選自C1-C4烷醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、石油醚、乙醚、異丙醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)、正己烷、環(huán)己烷、 甲苯或它們的混合物。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟(1)反應得到式(II)后，無需柱層析， 而是結晶法純化；這里，結晶所用溶劑是指C1-C4烷醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、石油醚、乙醚、異丙醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)、正己烷、環(huán)己烷、甲苯、水或它們的混合物。
8.一種用于制備紅景天苷的中間體化合物，即式II化合物
9.用于制備紅景天苷的中間體化合物，即式I化合物
10.用于制備紅景天苷的中間體化合物，其選自下列化合物1-[2- (4-苯甲酰氧基苯基)乙基]-2，3，4，6-0-四乙?；?β -D-吡喃葡萄糖苷；1-{2-W-(4-溴苯甲酰氧基)苯基]乙基}_2，3，4，6-0-四乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖苷；1-{2-W-(4-氯苯甲酰氧基)苯基]乙基}_2，3，4，6-0-四乙?；?β-D-吡喃葡萄糖苷；1-{2-W-(4-硝基苯甲酰氧基)苯基]乙基}-2，3，4，6-0-四乙?；?β-D-吡喃葡萄糖苷；1-{2-W-(4-甲基苯甲酰氧基)苯基]乙基}-2，3，4，6-0-四乙?；?β-D-吡喃葡萄糖苷；或1-{2-W-(4-苯基苯甲酰氧基)苯基]乙基}-2，3，4，6-0-四乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖苷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然產物紅景天苷的化學合成方法。本方法以路易斯酸為催化劑，酰基保護酚羥基的酪醇為糖基化受體，β-D-五乙酰葡萄糖為糖基化供體，進行糖基化反應，得到1-[2-(4-酰氧基苯基)乙基]-2，3，4，6-O-四乙?；?β-D-吡喃葡萄糖苷，然后在堿性條件下脫去?；Ｗo基得到紅景天苷。本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法相比，原料易得，糖基受體、糖基化產物及終產物均可通過重結晶制備，革除了柱層析等純化過程，反應步驟短，制備工藝簡單，糖基化反應催化劑價廉易得，使制備成本顯著下降；反應中未使用重金屬鹽催化劑，合成產物更適合作為藥物、保健品原料。本發(fā)明方法適于工業(yè)化生產紅景天苷。
文檔編號C07C205/57GK102304157SQ201110184190
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權日2011年7月1日
發(fā)明者孟祥豹, 李中軍, 李慶, 李樹春, 李輝, 馬慶 申請人:北京大學