皂苷衍生物中随机糖苷化合成方法检测方案

中国药物化学杂志Chinese Journal ofM edic inal Chem istry第 19卷第2期2009年4月总88期Vol.19No. 2p. 81Apr.2009 Sum 88 第 19卷中国药物化学杂志 文章编号：1005-0108(2009)02-0081-04 随机糖苷化法合成 fesogen in的皂苷衍生物 徐庆春，何春娴，刘洋，程卯生 沈阳药科大学制药工程学院，辽宁沈阳110016) 摘 要：目的为寻找具有生物活性的 fesogenin皂苷，设计并合成了一系列 fesogenin的皂苷衍生物。方法采用随机糖苷化策略使 fesogenin与单糖供体反应，再脱去单糖上的保护基得到目标化合物。结果与结论所合成的 23个 fe sogen in的皂苷衍生物均为斤化合物。 关键词： fesogenin皂苷；化学合成；随机糖苷化 中图分类号：R914 文献标志码：A Syn thesis of fesogenyl sapon ins using therandom glycosyation strategy XU Qing-chun， HE Chun-xian，LIU Yang， CHENGM ao-sheng (School of Phammaceutical Eng ineering， Shenyang Phamaceutical U niversity， Shenyang 110016， China) Abstract：A in In order to search active fesogenyl sap onins， a series of derivatives were designed and synthe-sized M ethods The fesogen in w as reactedw ith m onosaccharide donors using the random glycosylation， thenthe target compounds were fomed through the rem ove of the p ro tecting groups on the sugarm oiety. Resultsand conclusion Tew enty-three synthesized saponins of fesogenin are all new compounds Key words： fesogenyl saponins； chem ical synthesis； random glycosylation 甾体皂苷包括各种各样的糖苷类化合物，具有广泛的生物活性。作为发现新颖甾体糖苷结构或放大制备某些来源稀少的天然产物的重要途径，化学合成起着主导作用并越来越受到关注。通常，采用逐步糖苷化策略从多羟基苷元制备双糖链或多糖链皂苷，必须运用适当的保护基操作，由此合成工作冗长耗时。作为另一种途径，由Hingsgau l及其合作者发展的随机糖苷化策略则是高效快速构建寡糖库的方法。在这一方法中，完全不保护的糖基受体经苷化产生包含所有可能产物的糖苷混合物以用于进一步的生物活性筛选。尽管缺乏选择性使得目标化合物难于从库中分离，"随机"策略仍可以加快药物发现初始阶段发现先导物的速度。随机糖苷化策略主要用于 糖基供体和其它不保护糖的随机成成反应21，现已经应用于发现有生物活性的甾体皂苷的研究中。本文作者曾成功运用随机糖苷化策略，高效构建了新颖结构的甾体皂苷化合物库，并从中发现具有肿瘤细胞毒活性的化合物。 Fesogenin是人工合成的甾体皂元41，尽管发现较早，其皂苷衍生物还未见报道，这就为合成该类化合物库并研究生物活性提供了契机。 Fe-sogen in可使用已有的中间体3苯甲酰氧基-26-乙酰氧基-25(R)胆甾-5烯-16，22二酮经过羟醛缩合反应制备(见图1)。以 fesogenin作为苷元，本文作者尝试在 C3和 C26位引入不同的糖基。按照传统的逐次的化学方法，对于两端连有不同糖的皂苷至少需要两步(羟基的保护和脱保护) ( 基金项目：国家自然科学基金项目 (30772641，20472054) ) ( 作者简介：徐庆春(1982-)，男汉族)，辽宁沈阳人，博士研究生；程卯生(1964-)，男汉族)，内蒙古包头人，教授，博士生导师，主要从事天然产物全合成及结构改造、计算机辅助药物设计等方面的研究， Tel： (024) 2 3986101， E mail： m scheng@ syphu edu c n 。 ) 才可以完成合成。这种逐次的合成方式使得化合物库难以构建。然而， fesogenin和糖基供体的随机糖苷化将产生4种皂苷的混合物，可以通过色 谱技术加以分离。这样，随机糖苷化策略在时间和工作量上就具有优势。 F igure 1 Preparation of fesogen in 随机糖苷化过程如图2所示。将糖基三氯乙酰亚胺酯和 fesogenin在4A分子筛存在下搅拌30 m in，然后滴加 TMSOTf的二氯甲烷溶液以启动反应。5 h后加入甲醇钠的甲醇溶液脱去糖上的 保护基得到化合物库。通过柱色谱初分，再经过循环制备液相色谱可以获得单一组分。产物的结构经过质谱、氢谱和碳谱确证。 (a) TMSOTf，CH， Cl，，4 A MS，0℃，5 h； (b) MeONa，MeOH，r. t.，2 h Figure2 The procedure of random glycosylation 由此，作者选择5个苯甲酰基保护的糖基三氯乙酰亚胺酯(3a~3e)两两配对，与 fesogenin发生随机糖苷化反应。每批反应仅通过成苷和脱保护两步操作可得到4个皂苷衍生物。经过循环 制备液相色谱分离，除了 3a、3b与 fesogenin反应产物中的两个化合物由于极性相近未能分离外，其余23个化合物均经分离得到(见图3)。 1实验部分 化合物由 JAI- LC 9103型循环制备高效液相仪配以 ODS反相柱加以分离。质谱由 Agilent1100或 Waters HPLC-MS质谱仪测定。熔点由BuchiB-540型熔点仪测定，温度未正正。核磁共振谱由 Bruker ARX-300和 Avance-600 MHz型核磁共振仪测定。 1.1fesogen in的制备 取 7.7 g(13.4 mmol)3苯甲酰氧基-26乙酰氧基-25(R)胆甾-5烯-16，22二酮和61.6g(1.10 mol)氢氧化钾，加入280mL甲醇及 280mL水，溶解，回流4h。反应液加入乙醚提取3次，合并醚层，用饱和氯化钠溶液洗涤。有机相加入无水硫酸钠干燥，得黄色澄明溶液。过滤，滤液浓缩，得黄色油状物。加压柱色谱分离(石油醚乙酸乙酯，体积比为21)得4.27g黄色固体，收率77.5%。mp 171.7~174.1℃。 HNMR (300MHz， CDCl)O：5.39~5.37(d，1H，J=4.6 Hz)、3.54~3.49(m，lH)、3.38~3.34(m， 1H)， 3.17~3.14 (m，1H)。13CNMR(75.4MHz， CDCL)O： 214. 6、183.3、141.1、 134.3、120.9、71.6、66.1、65. 7。 1.2 fesogenin皂苷衍生物的合成 取 0.45 g(1.09 mmol) fesogenin 0.81 g(1.3mmol)鼠李糖三氯乙酰亚胺酯、0.79(1.3mmol)木糖三氯乙酰亚胺酯，加入 20mL重蒸的二氯甲烷溶解，于冰水浴下加入0.5mL体积分数5%的TMSOTf溶液，反应 5 h。加入1molL甲醇钠的甲醇溶液2mL及甲醇20mL，于室温下搅拌2h。反应液浓缩，柱色谱分离(氯仿甲醇水，体积比为821)得0.4g固体。循环制备液相色谱分离(甲醇水，体积比为82)得到单个的皂苷衍生物纯品。 2结果 本文使用易得的化合物2来合成苷元 feso-gen in，并改进了其制备方法。在此基础上，采用随机糖苷化策略合成了 fesogen in的皂苷化合物库，并且使用循环制备高效液相仪分离得到了库中的23个化合物(均为新化合物，其理化及波谱数据见表1)。此类新颖结构皂苷化合物的肿瘤细胞毒活性正在测试中。 Table 1Structures， physical and spectral da ta of the syn thesized sapon in s Compd R R2 ESIS mp/℃ HNMR8 13CNMR8 m/z[M+Na1 ] 4a -D-Glp-B-D-Glcp- 759.4 90.2-91.4 5.09-5.07(d，J=7.68 Hz， 211.8(C22)，180.4(C16)， 3-Glc-1)， 4.87 -4.85(d， 104.9(26-Glc-1)， J=7.73 Hz， 26-Glc-1) 102.6(3-Glc-1) 4b BD-Glp-aL-Rhap- 743.3 81.5-83.9 5.06-5.04(d，J=7.66 Hz， Glc-1)， 5.25(s，Rha-1) 211.5(C22)，180.1(C16)， 102.6(Glc-1)， 101.8 (Rha-1) 4c aLRhap-B-D-Glcp- 743.4 91.5-93.9 5.52(s，Rha-1)，4.85-4.84 (d，J=7.62 Hz，Glc-1) 211.7(C22)，180.4(C16) 104.9(Glc-1)， 99.7(Rha-1) 4d BD-Glcp-aL-A rap- 729.2 75.3-77.4 5.08 -5.06(d，J=7.67 Hz， Glc-1)， 4. 68 - 4.66 (d，J= 213.0(C22)，181.7(C16)， 103.8(Glc-1)， 7.00 Hz， A ra-1) 106.5 (A ra-1) 4e αLA rap-βD-Glcp- 729.0 76.9-79.1 4.87-4.85(d，J=6.95 Hz， A ra-1)，4.87-4.85(d，J= 211.5(C22)，180.2(C16)， 104.7(Glc-1)， 7.72 Hz， Glc-1) 103.0(A ra-1) 4f BD-Xylp-β-D-Glcp- 729.0 75.1-78.7 4.94-4.92(d，J=7.54 Hz， Xyl-1)， 4.86-4.84(d，J= 211.7(C22)，180.3(C16)， 104.9(Glc-1)， 7.64 Hz， Glc-1) 103.4(Xyl-1) 4g BD-Xylp-B-D-Xylp- 699.0 80.4-81.9 4.94-4.92(d，J=7.40 Hz， 3-Xyl-1)， 4.73 -4.71(d， J=7.48 Hz， 26-Xy1-1) 211.6(C22)，180.4(C16)， 105.4(3-Xyl-1)， 103.4(26-Xyl-1) Continued Table 1 The HNMR and CNMR spectra were detected in ds pyridine (下转第93页) 3结果与讨论 糖苷连接位置的构型是此类化合物关键的结构片段，天然糖苷分子大多为β构型。在目标化合物的合成中，由于还原胺化反应不涉及糖1位手性中心的改变，所以目标化合物的构型由原料3决定，为β构型。另外，目标化合物HNMR分析发现，其1位氢对2位氢的偶合常数均大于8.0 Hz，证实其为β构型。 在心肌细胞筛选模型上的初步活性评价表明，本文设计的糖炭苷化合物的心肌保护作用优于红景天苷，大多数化合物具有明显的心肌保护活性，化合物 2c.2e.2g.2h和2i在高、中、低3个剂量上活性均强于红景天苷，并表现出明显的量效关系。进一步的合成和构效关系研究尚在进行中，将另文报道。 ( 参考文献： ) ( [1] M EHRHOF F B，MULLER F U，BERGMANN MW， et a l In ca r diom yocyte hy p oxia， insulin-likegrow th factor-induced antiap op totic signaling ! re- quires phosphatidylinositol-3OH-kinase-dependentand m itogen-activated p r o te in k inase-dependent acti-vation o f t he t ranscrip tion fac tor cAM P r esponse e l e-ment-binding p rotein [J ]. 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