[发明专利]异乳糖的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异乳糖的制备方法。

背景技术

异乳糖是乳糖的异构体，化学结构为β-D-半乳糖基-(1→6)-D-葡萄糖，是一种还原性双糖。在β-半乳糖苷酶的作用下乳糖可以转变成异乳糖，异乳糖是乳糖操纵子的诱导物，在细菌的代谢过程中有着非常重要的生物学作用。例如，在大肠杆菌中异乳糖参与调节乳糖操纵子的活性，乳糖操纵子包含3种结构基因（LacZ、LacY及LacA），主要负责吸收和水解乳糖而作为大肠杆菌生命活动的碳源。如果在细菌生长环境中缺乏乳糖，阻遏蛋白会紧密地与位于启动子下游接近LacZ的短DNA序列(称为乳糖操纵基因)结合。与操纵基因结合的阻遏蛋白会干扰RNA聚合酶与启动子的结合，所以mRNA可以在很低水平的情况下为LacZ及LacY编码。当细胞在有乳糖的环境下成长时，在代谢过程中乳糖被β-半乳糖苷酶催化水解产生异乳糖(AlloLactose)，异乳糖能和调节基因产生的阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白改变构象，不能在和操纵基因结合，失去阻遏作用，结果RNA聚合酶便与启动基因结合，并使结构基因活化，转录出mRNA，翻译出酶蛋白。

由于异乳糖具有重要的生物学作用，简洁有效的合成方法一直是人们研究的重点。文献中已经报道的获得异乳糖的方法主要有两种：其一为化学合成，通过制备溴代、氯代半乳糖供体与六位为羟基的葡萄糖受体经偶联得到(J.Mol.Biol.,1972,69,397–408.)，或者通过结构相近的天然产物经一系列化学反应转化得到异乳糖(J.Carbohydr.Chem.,2003,22,267–274)，例如2003年Sergio Riva课题组以天然产物Amygdalin为起始原料，经过化学反应将葡萄糖环上4位平伏键羟基转换为直立建羟基，从而完成异乳糖的合成；其二是酶合成方法(Can.J.Biochem.,1975,53,1035–1038;J.Am.Chem.Soc.,1958,80,119–121.)，即模仿异乳糖的天然合成法—利用β-半乳糖苷酶催化水解乳糖而得到异乳糖。

上述文献公开的合成方法存在如下问题：其一、现有文献报道的化学合成方法都，路线长（8～15步反应）、收率较低（总收率最高为12%）、重现性不好（采用的溴代半乳糖或氯代半乳糖供体稳定性不高、不能够纯化）、分离纯化困难（杂质含量太大），不适宜于异乳糖的大量制备；其二，现有酶法合成的异乳糖产量极低，拿到的异乳糖在毫克级别，无法用于异乳糖的大量合成。

本发明设计了一条成本低廉、操作简单、收率良好的异乳糖合成方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种异乳糖的制备方法，本发明的方法成本低廉、操作简单、收率良好。

本发明首先提供了1,2-O-(1-甲基亚乙基)-3-O-乙酰基-6-O-烯丙氧羰基-α-D-呋喃葡萄糖，其结构式如式Ⅳ所示；

式Ⅳ中，AllOC=O表示烯丙氧羰基，Me表示甲基；Ac表示乙酰基。

本发明还提供了式Ⅳ所示呋喃葡萄糖的制备方法，包括如下步骤：

在碱存在的条件下，式Ⅱ所示化合物与烯丙氧羰基氯经烯丙氧羰基化反应即得式Ⅳ所示呋喃葡萄糖；

式Ⅱ中，Me表示甲基；Ac表示乙酰基；

所述碱可为三乙胺或吡啶；

式Ⅱ所示化合物、所述碱与所述烯丙氧羰基氯的摩尔比可为1.0：1.2～5.0：1.1，具体可为1.0：5.0：1.1；

在-15℃～-25℃的条件下，将所述烯丙氧羰基氯滴加至式Ⅱ所示化合物中，如在-10℃的条件下将所述烯丙氧羰基氯滴加至式Ⅱ所示化合物中；

所述烯丙氧羰基化反应的温度可为20℃～25℃，时间可为0.5～4.0小时，如在20℃下反应2小时。

本发明还提供了1,2-O-(1-甲基亚乙基)-3-O-乙酰基-5-O-苯甲酰基-6-O-烯丙氧羰基-α-D-呋喃葡萄糖，其结构式如式Ⅴ所示；

式Ⅴ中，AllOC=O表示烯丙氧羰基，Me表示甲基；Ac表示乙酰基；

R²为乙酰基或苯甲酰基。

本发明进一步提供了式Ⅴ所示呋喃葡萄糖的制备方法，包括如下步骤：

式Ⅳ所示呋喃葡萄糖与R²Cl经酰化反应即得式Ⅴ所示呋喃葡萄糖；

式Ⅳ中，AllOC=O表示烯丙氧羰基，Me表示甲基；Ac表示乙酰基；

R²Cl中R可为乙酰基或苯甲酰基；