[发明专利]通过氢亚磷酸单酯中间体合成糖-1-单磷酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过糖基-1-氢亚磷酸单酯中间体合成糖-1-单磷酸的新型合成方法。

技术背景

糖是细胞结构的重要组成部分和生物体内能量贮存的主要形式，参与生物体内很多重要的信号传递过程。糖进入细胞后在磷酸化酶作用下成为糖单磷酸，它是糖代谢过程中重要的中间体，如葡萄糖-6-磷酸是许多糖代谢途径（无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成、糖原分解）的中间体。此外，在酶化学合成中利用糖基转移酶制备各种寡糖、糖缀合物和含糖基天然产物时使用的糖基供体必须为活化的核苷二磷酸糖。而糖-1-单磷酸则是合成核苷二磷酸糖的重要原料。但是，由于缺乏对这类化合物有效的化学合成方法，其市场售价非常昂贵，且供应量少，大部分的糖-1-单磷酸需要通过多步骤合成，产率很低。

目前，化学合成糖-1-单磷酸主要有四种方法。第一种是Wong等人报道使用端位脱保护糖原料与亚磷酰胺二苄酯在酸催化条件下发生醇解反应得到亚磷酸三酯，然后原位氧化得到双苄基保护的糖-1-单磷酸，最后脱保护得到糖-1-单磷酸的方法。该方法总产率通常为50%左右，但亚磷酰胺二苄酯需要特殊制备。第二种是Nikolaev等人报道使用1-卤代糖原料与磷酸二苄酯反应得到双苄基保护的糖-1-单磷酸，然后脱保护得到糖-1-单磷酸的方法。该方法总产率较低，一般在40%左右。第三种是Fairbanks等人报道使用端位脱保护糖原料与二异丙基氨基锂以及焦磷酸四苄酯反应，得到双苄基保护的糖-1-单磷酸，然后脱保护得到糖-1-单磷酸的方法。该方法反应总产率通常为60%左右，但是反应条件苛刻，而且焦磷酸四苄酯价格非常昂贵。第四种是通过糖基-1-氢亚磷酸二酯，然后原位氧化，脱保护得到糖-1-单磷酸的方法，Brockhausen等报道的产率仅为8%。因此，以上方法在实际应用中大量制备糖-1-单磷酸时都存在一定的限制。因此，建立通用、简单和高效的糖-1-单磷酸化学合成方法具有重要的实际应用价值和意义。

发明内容

本发明的目的是为一系列糖-1-单磷酸的化学合成提供一种新颖、通用和高效的方法。

本发明涉及的糖基-1-单磷酸的合成包括以下三个步骤：1）咪唑与三氯化磷反应得亚磷酸三咪唑，取亚磷酸三咪唑与端位脱保护的乙酰化糖原料（1-2，9-11）反应，原位水解得到糖基-1-氢亚磷酸单酯（3-4，12-14），产率为90-95%；2）用N,O-双（三甲基硅基）乙酰胺（BSA）对糖基-1-氢亚磷酸单酯进行硅基化得到亚磷酸三酯中间体，有机碱/碘单质体系氧化，原位水解得到乙酰基保护的糖-1-单磷酸（5-6，15-17），产率为85-89%；3）甲醇钠脱除乙酰基保护基，经过葡聚糖凝胶色谱纯化，及离子交换得到5种高纯度糖-1-单磷酸（7-8，18-20），产率为96-98%。

如图1、图2所示，本方法步骤一中，三氯化磷与咪唑的摩尔比例为1：6，端位脱保护的乙酰化糖原料（1-2，9-11）与亚磷酰三咪唑的摩尔比例为1：5至1：10，反应溶剂选自无水二氯甲烷、乙腈、乙醚、四氢呋喃、或1,2-二氯乙烷任一种，反应温度为 0-30℃，反应时间为2小时至4小时；水解时，端位脱保护的乙酰化糖原料与水的摩尔比例为1：5至1：20，反应温度在0-30℃之间，反应时间是5分钟至15分钟。

本方法步骤二中，硅基化试剂使用N,O-双（三甲基硅基）乙酰胺（BSA），糖基-1-氢亚磷酸单酯（3-4，12-14）与BSA的摩尔比例为1：3至1：5，反应溶剂为无水吡啶，四氢呋喃，二氯甲烷，乙腈，反应温度在0-30℃之间，反应时间为10分钟至30分钟。有机碱/碘单质体系氧化时，有机碱可以使用三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三正丁胺或二异丙基乙基胺，糖基-1-氢亚磷酸单酯与有机碱的摩尔比例为1：3至1：5，与碘单质的摩尔比例为1：1至1：1.5，反应温度在0-30℃之间，反应时间为10分钟至30分钟；水解时，糖基-1-氢亚磷酸单酯与水的摩尔比例为1：10至1：20，反应温度在0-30℃之间，反应时间为5分钟至30分钟。