[发明专利]三氧化钼催化碳链重排合成D－葡萄庚酮糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及D-葡萄庚酮糖的合成方法，尤其涉及三氧化钼水溶液催化碳链重排合成D-葡萄庚酮糖的方法，属于精细化工技术领域。

背景技术

碳水化合物在水溶液体系中与金属离子的配位作用，已经被进行了广泛而深入的研究。糖分子的羟基构型决定了糖链与金属离子的配位作用，例如，二价Ca²⁺对吡喃醛糖有很强的配位作用，而对呋喃醛糖的配位作用，只有当1，2-OH处于顺式的时候才能显示出来。硼酸、钨酸、砷酸以及钼酸等金属酸根离子，都能与糖分子的羟基发生很强的配位作用，前三者将生成稳定、活性差的配位产物，只有钼酸的配位产物具有较强的活性，进而发生立体专一性的碳链重排。由此，近年来对于钼酸或钼酸盐催化碳链重排应用于糖类化合物的合成，已成为糖化学研究的热点之一。

葡萄庚酮糖是在鳄梨(avocado)中提取的一种天然七碳稀有糖，有抑制胰岛素分泌和预防、治疗先天免疫疾病的药用功效。据早期文献报道，葡萄庚酮糖的合成多以生物发酵为主，应用范围受到限制；而采用传统的化学法合成法，多要经过保护、脱保护、官能团转化等多步反应，其反应条件较为苛刻，且后处理过程繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供D-葡萄庚酮糖的一种比较简便的合成方法，即利用三氧化钼水溶液催化碳链重排，从而合成D-葡萄庚酮糖。

本发明的技术解决方案是——

三氧化钼催化碳链重排合成D-葡萄庚酮糖的方法，包括以下步骤：

①以D-甘露糖为原料，经过基团保护后，在碱催化下与甲醛水溶液反应，制备2，3：5，6-二-O-异丙叉-2-C-羟甲基-D-甘露呋喃糖；

②酸性溶解脱异丙叉保护基，得到2-C-羟甲基-D-甘露呋喃糖；

③在三氧化钼水溶液体系里，回流制备D-葡萄庚酮糖。

进一步地，本发明提出的三氧化钼催化碳链重排合成D-葡萄庚酮糖的方法，其中：步骤①中，先将D-甘露糖在碘单质催化下与丙酮生成2，3：5，6-二-O-异丙叉-D-甘露呋喃糖，然后在碳酸钾催化、甲醇溶解下，与甲醛水溶液进行反应，生成2，3：5，6-二-O-异丙叉-2-C-羟甲基-D-甘露呋喃糖；步骤②是将2，3：5，6-二-O-异丙叉-2-C-羟甲基-D-甘露呋喃糖与稀盐酸进行反应；步骤③是将2-C-羟甲基-D-甘露呋喃糖与三氧化钼水溶液进行反应。

更进一步地，上述的三氧化钼催化碳链重排合成D-葡萄庚酮糖的方法，其中，所述步骤①中，参与反应的甲醛水溶液过量。

再进一步地，上述的三氧化钼催化碳链重排合成D-葡萄庚酮糖的方法，其更为详细的步骤是：

1)将丙酮加入到D-甘露糖、碘粒中，25℃下搅拌2～3小时，再加入20％Na₂S₂O₃溶液，萃取、洗涤、浓缩；

2)N₂保护下，将甲醇加入到2，3：5，6-二-O-异丙叉-D-甘露呋喃糖及碳酸钾中，于室温下加入甲醛水溶液，室温搅拌1小时，升温至85℃，回流2d，加入10％H₂SO₄中和至中性，萃取、洗涤、浓缩，柱色谱分离；

3)3M盐酸溶液加入到20mL甲醇溶解的2，3：5，6-二-O-异丙叉-2-C-羟甲基-D-甘露呋喃糖中，室温搅拌4小时，浓缩，阳离子树脂交换；

4)0.2％三氧化钼溶液加入到2-C-羟甲基-D-甘露呋喃糖中，90℃回流反应36小时，硅藻土吸附，浓缩，阳离子树脂交换。

本发明为七碳稀有糖的制备提供了新的技术支持，与现有技术相比，本发明提出的合成方法具有如下优点：①原料易得，制备过程简单；②三氧化钼催化剂可以回收使用；③工艺路线简短，生产成本低。

具体实施方式

为弥补现有方法的不足，本发明提出了一种利用三氧化钼水溶液催化碳链重排，从而合成D-葡萄庚酮糖的新方法。

本发明以D-甘露糖为原料，经过异丙叉保护、C-2上引入羟甲基侧链、异丙叉脱保护，以及三氧化钼水溶液催化碳链重排等步骤，合成D-葡萄庚酮糖，产率18％，并对其乙酰化产物进行了表征。

其合成路线如下式所示(式中“1、2、3、4/4a/4b、5/5a/5b”为相应的物质代号，便于下文表述时引用)。