[发明专利]一种甘露糖化壳聚糖的简便制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学领域。具体涉及一种甘露糖化壳聚糖的简便制备方法。

背景技术

壳聚糖是一种化学结构为β-(1，4)-2-氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖的线性葡胺聚糖。由于具有良好的生物相容性、生物可降解性及低毒性等特点，壳聚糖已作为安全的基因载体用于基因药物的粘膜递送。壳聚糖因分子中的葡胺基而荷正电，可通过静电作用与荷负电的DNA疫苗结合形成微粒，这种微粒可以克服疫苗经粘膜吸收的生理学屏障，促进细胞摄取，并有效保护DNA疫苗载转运过程中免受核酸酶降解，从而提高疫苗的免疫原性。载DNA疫苗的壳聚糖微粒的细胞特异性较差，令人感兴趣的是，巨噬细胞和树突状细胞等抗原提呈细胞表面表达大量甘露糖受体，对壳聚糖进行甘露糖配体修饰，通过受体介导的主动靶向作用，可有效地提高载DNA疫苗的壳聚糖微粒对抗原提呈细胞的靶向性，促进细胞摄取，提高疫苗的免疫原性。因此，对壳聚糖进行甘露糖配体修饰，使其成为更有效的基因疫苗的载体。

目前，文献报道的有关甘露糖化壳聚糖的合成方法有两种，一种是直接用对异硫氰酸苯基甘露吡喃糖苷与壳聚糖进行反应，制得甘露糖化壳聚糖。KR 20070029982(A)公开了此种制备方法。但对异硫氰酸苯基甘露吡喃糖苷价格昂贵，实用性较低，且经此路线合成的甘露糖化壳聚糖，在甘露糖和壳聚糖之间的架桥为N-苯基硫脲基。MayuHashimoto等公开了另一种甘露糖化壳聚糖的制备方法，即利用甲酰甲基甘露糖苷与壳聚糖进行还原胺化反应制得甘露糖化壳聚糖(Mayu Hashimoto et al.Biotechnol Lett，2006，8(11)：815-821)。甲酰甲基甘露糖苷的合成方法如下：通过柯尼希斯-克诺尔糖苷化反应，利用氰化汞催化卤代糖苷制得烯丙基甘露糖苷；然后在-78℃下臭氧氧化烯丙基甘露糖苷制得甲酰甲基甘露糖苷(Kevin R.Holme，et al.Carbohydrate Research，1992，225：291-306)。该合成路线中臭氧氧化反应条件苛刻，需要超低温装置和特定的臭氧制备设备。在臭氧制备过程中需要高压，另外，反应产生的局部高浓度臭氧会造成空气污染，危害人体。更值得注意的是，反应产生的高浓度臭氧可与氧气混合，带来较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种反应条件温和易控、操作条件易实现、成本较低、得率较高的甘露糖化壳聚糖制备新方法。

本发明的技术方案是通过甲酰甲基甘露吡喃糖苷与壳聚糖反应制备甘露糖化壳聚糖。该路线合成的甘露糖化壳聚糖，在甘露糖和壳聚糖之间以乙基为架桥，未引入任何可能引起生理作用的基团，以使甘露糖修饰后的壳聚糖不增强其细胞毒性。在制备甲酰甲基甘露吡喃糖苷的反应中，我们首先以对甲基苯磺酰氯或樟脑磺酸等酸催化剂催化糖苷化反应，直接在甘露糖1-OH上一步引入烯丙基，避免了柯尼希斯-克诺尔糖苷化反应前的卤代糖苷步骤，简化了反应路线。为了避免使用臭氧，首先对甘露糖的2，3，4，6-位糖羟基进行乙酰化保护，随后在催化剂四氧化锇的活化作用下，采用高碘酸钠对1-烯丙基-2，3，4，6-O-乙酰基-甘露吡喃糖苷中的烯丙基进行氧化，制得甲酰甲基-2，3，4，6-O-乙酰基-甘露吡喃糖苷，对其进行脱乙酰化后即得甲酰甲基甘露吡喃糖苷。在乙酰化保护糖羟基的反应中，通过控制乙酰化保护糖羟基的反应时间，可实现对甘露糖衍生物α、β构型的选择性制备。整条合成路线设备要求低，反应条件温和可控，产品得率较高，避免了使用臭氧，降低了反应的危险性。

本发明所述的甘露糖化壳聚糖的合成方法反应式如下：

本发明所述的甘露糖化壳聚糖的具体制备方法包括以下步骤：

(1)将D-甘露糖加入含酸催化剂的烯丙醇中，90℃回流反应8～24h，生成1-烯丙基-D-甘露吡喃糖苷。向1-烯丙基-D-甘露吡喃糖苷的吡啶溶液中加入乙酸酐，反应3～12h，得1-烯丙基-2，3，4，6-O-乙酰基-甘露吡喃糖苷；

(2)将1-烯丙基-2，3，4，6-O-乙酰基-甘露吡喃糖苷加入四氧化锇的二氧六环/水溶液，搅拌反应1～2h后，向反应液中加入高碘酸钠饱和水溶液，室温搅拌24～48h，得1-甲酰甲基-2，3，4，6-O-乙酰基-甘露吡喃糖苷；

(3)向1-甲酰甲基-2，3，4，6-O-乙酰基-甘露吡喃糖苷的无水甲醇溶液中，加入甲醇钠/无水甲醇溶液，45℃回流反应5～60min，得甲酰甲基甘露吡喃糖苷；