[发明专利]类志贺邻单胞菌O51血清型O抗原寡糖化学合成方法

摘要

本发明公开了类志贺邻单胞菌O51血清型O抗原寡糖化学合成方法，属于化学领域。本发明利用来源丰富的D‑葡萄糖，L‑岩藻糖和D‑葡萄糖胺等为原料，制备得到三种糖基化砌块，设计了由11个反应模块组成的合成路线，通过保护基团的优化，修饰基团引入时机的优化，成功完成了目标寡糖链的制备。本发明制备的寡糖链原料廉价易得、制备方法简单易重复，将会在类志贺邻单胞菌的新型药物和疫苗开发等方面具有良好的应用前景。

主权项

1.一种制备通式II‑a，II‑b、II‑c、III‑a，III‑b、III‑c、IV‑a，IV‑b和IV‑c所示的类志贺邻单胞菌O51血清型O‑抗原多糖的组装有连接臂的寡糖链片段的方法，其特征在于，以三个单糖砌块1，2，3和连接臂4为原料，分别如式Ⅵ1～Ⅵ4所示，其中通式中的n为1，V*为H，L为2‑40碳原子数的链式结构；其中PG¹为乙酰基，乙酰丙酰基，苯甲酰基，氯乙酰基，二氯乙酰基，三氯乙酰基，新戊酰基，烯丙氧羰酰基，2‑ 萘甲基，对甲氧苄基，叔丁基二甲基硅烷基，叔丁基二苯基硅烷基，三乙基硅烷基；PG²为苄基；LG为乙硫基，对甲苯硫基，苯硫基，溴，氟，三氯乙酰亚氨酯，N‑苯基三氟乙酰亚胺酯，二丁基磷酸酯；PG³，PG⁴为乙酰基，乙酰丙酰基，苯甲酰基，氯乙酰基，二氯乙酰基，三氯乙酰基，新戊酰基，烯丙氧羰酰基，2‑萘甲基，对甲氧苄基，叔丁基二甲基硅烷基，叔丁基二苯基硅烷基，三乙基硅烷基；PG⁵为三氯乙酰基，二氯乙酰基，氯乙酰基；PG⁶为苄基，2‑萘甲基，对甲氧苄基，乙酰丙酰基；PG⁷为苄基；PG⁹，PG¹⁰为苄基，苄氧羰基；其中，II‑a的合成步骤如下所示：单糖砌块1经糖苷化反应组装连接臂，经反应模块B，C得到单糖受体5，与单糖砌块2糖苷化反应得到二糖6；二糖6经反应模块D，E得到二糖受体7，与单糖砌块3糖苷化反应得到三糖8；三糖8经反应模块F完成岩藻糖乙酰基修饰，经反应模块G，H完成氨基修饰基团组装得到三糖11，经反应模块I催化加氢得到三糖II‑a；其中，II‑b的合成步骤如下所示：单糖砌块3经糖苷化组装连接臂，单糖12经反应模块G，J得到单糖受体13；单糖13与单糖砌块1经糖苷化反应得到二糖14，经反应模块B，C得到二糖受体15；二糖受体15与单糖砌块2经糖苷化反应得到三糖16，经反应模块K完成乙脒基组装，得到三糖17，进一步经反应模块I催化氢化得到三糖II‑b；其中，II‑c的合成步骤如下所示：单糖砌块2经糖苷化反应组装连接臂，得到的化合物18经反应模块D，E制得单糖受体19； 单糖受体19与单糖砌块3糖苷化反应得到二糖，经反应模块F，G，J制得二糖受体21；二糖受体21与单糖砌块1糖苷化反应得到三糖22，经反应模块B，H完成氨基修饰基团组装，得到三糖24；三糖24经反应模块I催化氢化制得三糖II‑c；其中，III‑a的合成步骤如下所示：三糖16经反应模块D，E得到三糖受体25；三糖受体25与单糖砌块3经糖苷化反应得到四糖26，经反应模块F完成岩藻糖乙酰基修饰，经反应模块G，H完成氨基修饰基团组装，得到四糖29；四糖29经反应模块I催化氢化得到四糖III‑a；其中，III‑b的合成步骤如下所示：三糖23经反应模块C脱保护得到三糖受体30；三糖受体30与单糖砌块2糖苷化反应制得四糖31，经反应模块D，H完成乙脒基组装，制得四糖32；四糖32经反应模块I催化氢化制得四糖III‑b；其中，III‑c的合成步骤如下所示：三糖10经反应模块J脱保得到三糖受体33；受体33与单糖砌块1经糖苷化反应制得四糖34，进一步通过反应模块B，H完成氨基修饰基团的组装，得到四糖36；四糖36经反应模块I催化氢化制得四糖III‑c；其中，IV‑a的合成步骤如下所示：四糖31经反应模块D，E制得四糖受体37，进一步与单糖砌块3糖苷化反应得到五糖38；五糖38经反应模块F完成岩藻糖乙酰基修饰，经反应模块G，H完成氨基修饰基团组装，得到五糖41，进一步经反应模块I催化氢化制得五糖IV‑a；其中，IV‑b的合成步骤如下所示：四糖35经反应模块C脱保护得到四糖受体42，进一步与单糖砌块2糖苷化反应制得五糖43；43经反应模块D，H完成乙脒基修饰，制得五糖44，进一步经反应模块I催化氢化得到五糖IV‑b；其中，IV‑c的合成步骤如下所示：四糖28经反应模块J脱保护得到四糖受体45，进一步与单糖砌块1糖苷化反应制得五糖46；五糖46经反应模块B，H完成氨基修饰基团组装，得到五糖48，进一步经反应模块I催化氢化制得五糖IV‑c；反应模块A为糖苷化反应：当糖苷化反应中所用离去基团为乙硫基，对甲苯硫基或苯硫基时，糖苷化反应中活化剂选自三氟甲磺酸甲酯，二甲基甲硫基硫鎓三氟甲磺酸盐，三氟甲磺酸/N‑碘代丁二酰亚胺，三氟甲磺酸三甲基硅酯/N‑碘代丁二酰亚胺，反应温度是‑40℃至室温之间；当离去基是氟时，糖苷化反应中活化剂为高氯酸银，四氟化钛或三氟甲磺酸酐，反应温度是‑40℃至室温之间；当离去基是溴时，糖苷化反应中活化剂为高氯酸银或者三氟甲磺酸银，反应温度是‑40℃至室温之间；当离去基团是三氯乙酰亚胺酯，N‑苯基三氟乙酰亚胺酯或二丁基磷酸酯时，糖苷化反应中活化剂是三氟化硼乙醚络合物，三氟甲磺酸三甲基硅酯或者三氟甲磺酸银，反应温度是‑40℃至室温之间；糖苷化反应中用于除水的分子筛是分子筛或分子筛；反应模块B为叠氮基还原乙酰化：叠氮基还原乙酰化利用硫代乙酸/吡啶完成，或者经叠氮基还原为氨基、再乙酰化完成；其中叠氮基还原为氨基的试剂为三甲基膦/水，三苯基膦/ 水，1,3‑丙二硫醇/三乙胺，硼氢化钠/二氯化镍，二氯化锡/苯硫醇/三乙胺，锌/铜/醋酸或者Lindlar催化剂/氢气；氨基乙酰化试剂是醋酸酐/甲醇，醋酸酐/吡啶，乙酰氯/三乙胺；反应模块C为奎诺糖胺3号位脱保护：当羟基保护基团为乙酰基，苯甲酰基，氯乙酰基，二氯乙酰基，三氯乙酰基，新戊酰基时，所用脱保护条件是甲醇钠/甲醇，氢氧化钾/甲醇，氢氧化钠/甲醇等；当羟基保护基团为乙酰丙酰基时，所用脱保护条件是醋酸肼/吡啶；当羟基保护基团为烯丙氧羰酰基时，所用脱保护条件可以是二乙酸钯/二乙胺等；当羟基保护基团为2‑萘甲基，对甲氧苄基时，所用脱保护条件可以是2,3‑二氯‑5,6‑二氰基‑1,4‑对苯醌/水，硝酸铈铵/水；当羟基保护基团为叔丁基二甲基硅烷基，叔丁基二苯基硅烷基，三乙基硅烷基时，所用脱保护条件是四丁基氟化铵，氢氟酸；反应模块D为叠氮基还原修饰2,2,2‑三氯乙氧羰基：叠氮基还原为氨基的条件是三甲基膦/水，三苯基膦/水，1,3‑丙二硫醇/三乙胺，硼氢化钠/二氯化镍，二氯化锡/苯硫醇/三乙胺，锌/铜/醋酸或者Lindlar催化剂/氢气；氨基修饰2,2,2‑三氯乙氧羰基的方法是通过2,2,2‑三氯乙氧羰酰氯在碳酸氢钠，吡啶或三乙胺反应条件下完成；反应模块E为岩藻糖胺3,4号位选择性萘甲基保护：岩藻糖3,4号位选择性萘甲基保护是指对3,4号位羟基选择性进行3号位羟基的萘甲基保护，而保留4号位羟基不变，所用方法是在110℃下二丁基氧化锡处理原料1小时，再经室温至110℃反应温度之间，以2‑溴甲基萘和四丁基溴化铵处理反应液完成；反应模块F为岩藻糖胺3号位乙酰化：通过选择性脱去萘甲基和引入乙酰基完成，其中萘甲基的选择性脱去方法是2,3‑二氯‑5,6‑二氰基‑1,4‑对苯醌/水方法；乙酰基的引入方法是醋酸酐/吡啶，乙酰氯/吡啶，乙酰氯/三乙胺；反应模块G为叠氮基还原丁酰化：叠氮基还原为氨基的方法是三甲基膦/水，三苯基膦/水，1,3‑丙二硫醇/三乙胺，硼氢化钠/二氯化镍，二氯化锡/苯硫醇/三乙胺，锌/铜/醋酸，Lindlar催化剂/氢气；氨基修饰丁酰基的方法是以(R)‑3‑O‑PG⁸‑丁酸酐为原料，在有或无碱处理下进行，所用碱是吡啶或三乙胺；氨基修饰丁酰基的方法是以(R)‑3‑O‑PG⁸‑丁酰卤为原料，在碱处理下进行，所用碱是吡啶，三乙胺，碳酸钠，碳酸氢钠或碳酸钾；氨基修饰丁酰基的方法是以(R)‑3‑O‑PG⁸‑丁酸为原料，所用缩合条件是二环己基碳二亚胺/4‑N,N‑二甲基吡啶，二环己基碳二亚胺/1‑羟基苯并三唑，二异丙基碳二亚胺/4‑N,N‑二甲基吡啶，二异丙基碳二亚胺/1‑羟基苯并三唑，1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺/4‑N,N‑二甲基吡啶，1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺/1‑羟基苯并三唑，2‑(7‑氧化苯并三氮唑)‑N,N,N',N'‑四甲基脲六氟磷酸酯，O‑苯并三氮唑‑四甲基脲六氟磷酸盐，6‑氯苯并三氮唑‑1,1,3,3‑四甲基脲六氟磷酸酯，二苯基磷酰氯，氰代磷酸二乙酯等；(R)‑3‑羟基丁酰基中羟基保护基团PG⁸是苄基；反应模块H为脱去Troc修饰乙脒基：脱除Troc的方法是锌粉/醋酸，醋酸的质量含量是50％至100％之间，反应温度可以是室温至65℃之间；氨基修饰为乙脒基的方法由硫代乙酰亚氨酸芳基酯卤酸盐或硫代乙酰亚氨酸烷基酯卤酸盐在碱处理下进行，芳基是苄基或萘甲基，烷基是甲基或乙基，卤酸是盐酸或氢溴酸，所用碱是吡啶，三乙胺，二异丙基乙胺，1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯，碳酸钾或碳酸钠；氨基修饰为乙脒基的方法是由乙酰亚氨酸烷基酯卤酸盐在碱处理下进行，烷基是乙基，三氟乙基或三氯乙基，卤酸是盐酸或氢溴酸，所用碱是吡啶，三乙胺，二异丙基乙胺，1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯，碳酸钾或碳酸钠；反应模块I为催化加氢全脱保护：通过催化条件下通入氢气在室温下进行反应，催化加氢所用催化剂是10％钯碳催化剂或氢氧化钯，反应所用溶剂是水/甲醇/二氯甲烷/醋酸混合液，或者是水/叔丁醇/二氯甲烷混合液；反应模块J为葡萄糖醛酸4号位脱保护：当羟基保护基为2‑萘甲基或对甲氧苄基时，脱保护试剂是2,3‑二氯‑5,6‑二氰基‑1,4‑对苯醌/水；当羟基保护基为乙酰丙酰基时，脱保护试剂是醋酸肼/吡啶；反应模块K为叠氮基还原修饰乙脒基：叠氮基还原为氨基的试剂是三甲基膦/水，三苯基膦/水，1,3‑丙二硫醇/三乙胺，硼氢化钠/二氯化镍，二氯化锡/苯硫醇/三乙胺，锌/铜/醋酸或Lindlar催化剂/氢气；氨基修饰为乙脒基的方法是由硫代乙酰亚氨酸芳基酯卤酸盐或硫代乙酰亚氨酸烷基酯卤酸盐在碱处理下进行，芳基是苄基或萘甲基，烷基是甲基或乙基，卤酸是盐酸或氢溴酸，所用碱是吡啶，三乙胺，二异丙基乙胺，1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯，碳酸钾或碳酸钠；氨基修饰为乙脒基的方法是由乙酰亚氨酸烷基酯卤酸盐在碱处理下进行，烷基是乙基，三氟乙基，三氯乙基等，卤酸是盐酸或氢溴酸等，所用碱是吡啶，三乙胺，二异丙基乙胺，1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯，碳酸钾，碳酸钠。