專利名稱：呋甾皂苷及其衍生物的化學合成方法
技術領域：
本發明涉及以螺旋甾烷型皂苷元和各種糖類為原料合成呋甾皂苷及其衍生物的化學方法。
背景技術：
22-OH/OMe呋喃甾烷型皂苷是一類結構如下圖所示的皂苷。其結構特點是(1) 苷元是C27呋喃甾烷型苷元；(2)5位可與6位形成雙鍵(Δ5)，也可以是α/β-H的飽和碳；(3)12位取代基Y＝O或H，H或OH，H；(4)22位的OH/OMe/OEt可以相互轉化在MeOH/EtOH中回流，OH可轉化為OMe/OEt；在丙酮/水中回流，OMe/OEt可轉化為OH[Hu，K.；Dong，A.；Yao，X.；Kobayashi，H.；Iwasaki，S.Planta Med.1997，63，161-165]；(5)R1可以是H，但通常是D-葡萄糖(D-Glc)、D-半乳糖(D-Gal)、L-鼠李糖(L-Rha)、D(L)-阿拉伯糖(D(L)-Ara)等單糖以及由它們組成的聚合度為2～8鏈狀或分枝型的寡糖基；(6)在目前所發現的這類皂苷中，R3通常為β-D-Glcp，極少數為α-L-Rhap，[Sarmbi Reddy，K.；Shekhani，M.S.；Berry，D.E.；Lynn，D.G.；Hecht，S.M.J.Chem.Soc.Perkin Trans.I 1984，987-992]。
由于22-OH/OMe呋喃甾烷型皂苷能夠被植物體內的F26G酶(furostanol glycoside26-O-β-glucosidase)特異性地酶解失去26位的葡萄糖基而轉化為螺旋甾烷型皂苷[(a)Wang，L.；You，S.；Jiang，Y.H.；Yao，X.S.Chin.J.Med.Chem.2001，11，326-328；(b)Jin，J.-M.；Liu，X.-K.；Teng.R.-W.Yang，C.-R.Acta Botanica Sinica，2002，44，1243-1249；(c)Inoue，K.；Shimomura，K.；Kobayashi，S.；Sankawa，U.；Ebizuka，Y.Phytochemistry，1996，41，725-727；(d)Li，X.C.；Wang，D.Z.；Yang，C.R.hytochemistry，1990，33，3559-3563；(e)Kawasaki，T.；Komori，T.；Miyahara，K.；Nohara，T.；Hosokawa，I.；Mihashi，K.Chem.Pharm.Bull.1974，22(9)，2164-2175]，同時該類皂苷在酸、高溫等提取條件下也容易發生降解，因此在早期的研究工作中沒有發現它們。直到1947年，Marker等人在對Trillium erectum進行提取分離時，才認為呋甾皂苷是螺甾皂苷的母體化合物[Marker，R.E.；Wagner，R.B.；Ulshafer，P.R.；Wittbecker，E.L.；Goldsmith，D.P.J.J.Am.Chem.Soc.1947，68，2167-]。然而，第一個呋喃甾烷型皂苷jurubine的發現卻是1966年的事[Schreiber，K.；Ripperger，H.Tetrahedron Lett.1966，5997]。此后，隨著對呋甾皂苷性質的加深以及分離分析技術的進步，大量的呋甾皂苷被發現。迄今已從天門冬科、蒜科、百合科、薯蕷科和茄科等科的多種植物中分離得到200多個呋甾皂苷。
隨著糖生物學的發展，呋喃甾烷型皂苷的生物活性被逐漸認識和應用。例如(1)呋甾皂苷的心血管活性地奧心血康膠囊在臨床上被廣泛用于治療冠心病、心絞痛等心血管疾病。事實上，地奧心血康膠囊是由從黃山藥根中提取的總甾體皂苷制成，其中含有呋甾皂苷protogracillin 1，protodioscin 2和deltoside 3[李伯剛，周正直新藥與臨床，1994，13，75-76](反應式1)。
反應式1地奧心血康中呋甾皂苷的結構最近，對新鮮黃山藥的再研究表明黃山藥中含有大量的呋甾皂苷，而螺甾等皂苷可能是藥材久放后的酶解產物或提取分離過程中的人工產物[Geng，Y.；Tan，N.-H.；Zhou，J.；Kong，L.-Y.Chin.J.Nat.Med.2004，2，25-27]。(2)呋甾皂苷的細胞毒性最近，姚新生等測試了原薯蕷皂苷2(Scheme 1)對60個人類癌癥細胞株的活性，結果表明該化合物對白血病細胞MOLT-4、結腸癌細胞HCT-116、和SW-620、CNS癌細胞SNB-75以及腎癌細胞786-0等的GI50≤2.0μM[Hu，K.；Yao，X.S.Planta Med.2002，68，297-301]；另外原薯蕷皂苷對肺癌細胞PC-6、乳腺癌細胞MCF-7、胃癌細胞NUGC-3、老鼠白血病細胞P388的GI50＜1.9μM[Nakamura，T.；Komori，C.；Lee，Y.-y.；Hashimoto，F.；Yahara，S.；Nohara，T.；Ejima，A.Biol.Pharm.Bull.1996，19，564-566]；然而，當原薯蕷皂苷2中的雙鍵被飽和后的皂苷即呋甾皂苷4對細胞PC-6和NCT-116的GI50值均大于5μM[Ikeda，T.；Tsumagari，H.；Okawa，M.；Nohara，T.Chem.Pharm.Bull.2004，52，142-145]。
反應式2呋甾皂苷4的結構另外，呋甾皂苷還具有抗生育等活性[Yoshi，J.；Dev，S.Indian J.Chem.1988，27B，12-16]。張劍波等近期對有關呋喃甾烷型皂苷的研究工作進行了綜述，這對了解這類化合物在植物中的分布及研究其化學結構很有幫助[張劍波，俞飚、惠永正有機化學，2000，20，663]。
糖生物學的不斷發展已揭示糖不單單是能量和結構物質，而且還在神經系統、免疫系統恒態的維持、炎癥、自身免疫疾病、老化、癌細胞的異常增值及轉移、病原體感染等過程中扮演重要角色[Varki，A.Glycobioiogy，1993，3，97]。然而對于2-OH/OMe呋喃甾烷型皂苷來說，由于它通常與別的皂苷的伴生以及其結構的不穩定性使他們的分離純化和部分降解困難，從而限制該類化合物構效關系的研究，也制約了它的進一步開發和利用。利用化學合成不僅可以得到帶有不同糖鏈的呋喃皂苷，而且還可能在26位引入氧以外的雜原子而抑制F26G酶酶解，這些都為呋甾皂苷的構效關系研究提供了物質基礎，從而有利于這類化合物的開發和利用。迄今，僅有兩篇關于呋甾皂苷化學合成的報道[(a)Yu，B.；Liao，J.C.；Zhang，J.B.；Hui，Y.Z.Tetrahedron Lett，2001，42，77-79；(b)Cheng，M.S.；Wang，Q.L.；Tian，Q.；Song，H.Y.；Liu，Y.X.；Li，Q.；Xu，X.；Miao，H.D.；Yao，X.S.；Yang，Z.J.Org.Chem.2003，68，3658-60]。
發明內容
本專利提供了一種以C27螺旋甾烷型皂苷元和各種糖類為原料合成的呋甾皂苷及其衍生物的新型化學方法，合成的呋甾皂苷結構如下所示
該方法包括如下步驟(1)C27螺甾皂苷的合成在脫水劑的存在下，以路易斯酸或質子酸為促進劑，C27螺甾苷元與酰基、烷基以及硅基保護的糖基給體反應，在其3位OH引入全保護的寡糖鏈R1，得到全保護的螺甾皂苷；(2)全保護的螺甾皂苷的氧化全保護螺甾皂苷與氧化劑反應得到氧化產物；(3)26位鹵素取代皂苷衍生物的生成在脫水劑的存在下，氧化的螺甾皂苷與親氧試劑反應得到26位鹵代產物；(4)XR3取代基的引入在堿性條件下，用親核試劑與鹵代產物發生親核取代反應而引入所需的XR3取代基；(5)還原劑選擇性地還原kryptogenin皂苷中的16位羰基；(6)呋甾皂苷或其類似物的制備在堿性或氫化等條件下，脫去所有保護基得呋甾皂苷或其類似物。
具體各步驟如下(1)，C27螺甾皂苷的合成在有機溶劑中，在脫水劑和促進劑的存在下，C27螺甾皂苷元與糖基給體于-40～40℃反應3～10小時得到單糖螺甾皂苷；當R1是聚合度為2～8的寡糖鏈，結構式如下 時，則以相應的單糖螺甾皂苷為中間體，經C1～C8脂肪酰基、C7～C10芳香酰基、C7～C10芳香族鹵代烴(如芐基、對甲氧基芐基)、C1～C6三烷基硅基保護基操作，采用逐步糖苷化的策略得到；所述的糖基受體、促進劑與糖基給體的摩爾比為1∶0.05～0.5∶1.0～5.0；所述的C27螺甾苷元和脫水劑的重量比是1.0∶3.0～10.0；所述的有機溶劑是C1～C6的鹵代烴、1，4-二氧六環、乙醚(Et2O)、乙腈(CH3CN)、2，2，2-三甲基乙腈(t-BuCN)、四氫呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMA)、六甲基磷酰胺(HMPA)、甲苯(PhCH3)或苯(PhH)以及它們的混合物；所述的脫水劑是3、4、5分子篩、酸洗的3、4、5分子篩(AW-3、AW-4、AW-5)、Na2SO4、CaSO4、CuSO4或MgSO4；所述的促進劑是C1～C6三烷基硅基三氟甲磺酸酯、三氟化硼乙醚(BF3·Et2O)、三氟甲磺酸銀(AgOTf)、三氟甲磺酸鋰(LiOTf)、三氟甲磺酸銅[Cu(OTf)2]、三氟甲磺酸鋅[Zn(OTf)2]、三氟甲磺酸鈧[Sc(OTf)3]、三氟甲磺酸鑭[La(OTf)3]、三氟甲磺酸鐿[Yb(OTf)3]、三氟甲磺酸銦[In(OTf)3]、三苯基甲基高氯酸鹽(Ph3CClO4)、三苯基甲基四氟硼酸鹽(Ph3CBF4)、三氟甲磺酸(TfOH)、高氯酸(HClO4)、四氟硼酸(HBF4)、四(五氟代苯基)硼酸[HB(C6F5)4]或二(三氟甲磺酰)亞胺(HNTf2)；所述的C27螺甾皂苷元是薯蕷皂苷元(diosgenin)[Δ5，Y＝H，H，25(R)]、雅姆皂苷元(yamogenin)[Δ5，Y＝H，H，25(S)]、替告皂苷元(tigogenin)[5α-H，Y＝H，H，25(R)]、新替告皂苷元(neotigogenin)[5α-H，Y＝H，H，25(S)]、海柯皂苷元(hecogenin)[5α-H，Y＝O，25(R)]、菝契皂苷元(smilagenin)[5βH，Y＝H，H，25(R)]、知母皂苷元(sarsasapogenin)[5βH，Y＝H，H，25(S)]、波托皂苷元(botogenin)[Δ5，Y＝O，25(R)]、新波托皂苷元(neobotogenin)[Δ5，Y＝O，25(S)]或異齊亞帕皂苷元(isochiapagenin)[Δ5，Y＝β-OH，α-H，25(S)]所述的糖基給體是C1～C8脂肪酰基、C7～C10芳香酰基、C7～C10芳香族鹵代烴(如氯化芐、對甲氧基氯芐)、C1～C6三烷基硅基保護的D-葡萄糖(D-Glc)、D-半乳糖(D-Gal)、D-甘露糖(D-Man)、D-木糖(D-Xyl)、2-氨基葡萄糖、L-鼠李糖(L-Rha)、D(L)-阿拉伯糖(D(L)-Ara)、D-葡萄糖醛酸(D-GlcA)、D-半乳糖醛、(D-GalA)的單糖的硫苷、三氯乙酰亞胺酯或三氟乙酰亞胺酯或氟苷。
(2)全保護的螺甾皂苷的氧化用有機溶劑、水或它們的混合物作為介質，全保護螺甾皂苷與過硫酸氫鉀制劑(oxone)、過氧丙酮、1，1，1-三氟甲基過氧丙酮、間氯過氧苯甲酸、過氧乙酸、CrO3、KMnO4、NaIO4、(Bu)4N+IO4-或它們的混合物的摩爾比為1∶3.0～25.0時于-20～40℃反應10～60小時得到氧化產物。
(3)26位鹵素取代皂苷衍生物的生成在有機溶劑中和-40-30℃以及脫水劑的存在下，上述氧化產物與親氧試劑反應0.1～2小時得到26位鹵素取代皂苷衍生物；氧化的螺甾皂苷與親氧試劑的摩爾比是1∶3.0～25.0；氧化的螺甾皂苷與脫水劑的重量比是1.0∶3.0～10.0；所述的親氧試劑是MgCl2、MgBr2、MgI2、AlCl3、AlBr3、AlI3、NaI、LiI、LiCl、LiBr、ZrCl4、(Cp)2ZrCl2、C1～C6的三烷基硅基鹵化物以及它們的混合物。
(4)XR3取代基的引入在有機溶劑中和-78～60℃下、堿或還原劑的存在下，用親核試劑與鹵代產物反應3～10小時，發生親核取代反應而引入所需的XR3取代基；所述的鹵代產物、堿或還原劑和親核試劑的摩爾比為1∶1.5～4.0∶1.5～4.0；所述的堿可以是無機堿，如NaOH、KOH、LiOH、CsOH、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaH、KH或LiH；也可以是有機堿、如二-異丙基氨基鋰(LDA)、叔丁醇鉀(t-BuOK)、正丁基鋰(n-BuLi)、異丁基鋰(s-BuLi)、叔丁基鋰(t-BuLi)、NaOMe、NaOEt、Mg(OMe)2、1，8-二-氮雜二環[5.4.0]十一烷-7-烯(DBU)、1，5-二-氮雜二環[4.3.0]九烷-7-烯(DBN)、1，4-二-氮雜二環[2.2.2]庚烷(DABCO)、Et2NH，Et3N、吡啶(pyridine)、咪唑(imidazole)、4-N，N-二甲基吡啶(DMAP)；所述的還原劑是硼氫化鈉(NaBH4)、硼氫化鋰(LiBH4)、硼氫化鉀(KBH4)；所述的親核試劑是C1～C7烷基鎂、鋰、銅、鋅、硼、錫金屬試劑、C6～C12芳基鎂、鋰、銅、鋅、硼、錫金屬試劑、C1～C7烷基硫醇、硒醇及它們相應的乙酰化產物、C6～C12芳基硫醇、硒醇及它們相應的乙酰化產物、C1～C7烷基磺酰胺基、C6～C12芳基磺酰胺基、異頭位為OH、SH、SeH、NH2、SAc、SeAc、-S-S-、-Se-Se-、C1～C7烷基磺酰胺基、C6～C12芳基磺酰胺基由C1～C8脂肪酰基、C7～C10芳香酰基、C7～C10芳香族鹵代烴(如鹵化芐、對甲氧基鹵化芐)、C1～C6三烷基硅基保護的β-D-葡萄糖(β-D-Glc)、α-D-葡萄糖(α-D-Glc)、β-D-半乳糖(β-D-Gal)、α-D-半乳糖(α-D-Gal)、β-D-甘露糖(β-D-Man)、α-D-甘露糖(α-D-Man)、β-D-木糖(β-D-Xyl)、α-D-木糖(α-D-Xyl)、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖(α-L-Rha)、β-L-鼠李糖(β-L-Rha)、α-D-阿拉伯糖(α-D-Ara)、β-D-阿拉伯糖(β-D-Ara)、α-L-阿拉伯糖(α-L-Ara)、β-L-阿拉伯糖(β-L-Ara)、α-L-巖藻糖(α-L-Fuc)、β-L-巖藻糖(β-L-Fuc)、α-D-葡萄糖醛酸(α-D-GlcA)、β-D-葡萄糖醛酸(β-D-GlcA)、α-D-半乳糖醛酸(α-D-GalA)、β-D-半乳糖醛酸(β-D-GalA)以及由這些單糖組成的聚合度為2～8鏈狀或分枝型的寡糖類化合物、四丁基氟化胺(TBAF)、三甲基疊氮基硅烷(TMSN3)、三甲基氰基硅烷(TMSCN)、疊氮化鈉(NaN3)、氰化鉀(KCN)或氰基硼氫化鈉(NaCNBH3)。
(5)還原劑選擇性地還原16位羰基在有機溶劑中和1.0～10.0的大氣壓和-40～40℃下，(4)的產物與還原劑反應15～50小時獲得半縮醛產物；(4)的產物與還原劑的摩爾比為1∶0.2～20.0。
所述的還原劑是NaBH4、LiBH4、KBH4、四氫鋰鋁(LiAlH4)、三(三苯基膦)硼氫化鉀[K(Ph3P)3BH]、三(異丙氧基)硼氫化鉀[K(i-PrO)3BH]、三(叔丁氧基)鋰鋁氫[Li(t-BuO)3AlH]或Raney鎳；當還原劑是NaBH4、LiBH4、KBH4、LiAlH4、K(Ph3P)3BH、K(i-PrO)3BH或Li(t-BuO)3AlH時，4)的產物與還原劑的摩爾比推薦為1∶5.0～20.0；當還原劑是Raney鎳時，(4)的產物與還原劑的摩爾比推薦為1∶0.2～1.0。
(6)呋甾皂苷或其類似物的制備在有機溶劑、水或它們的混合物中，在無機或有機堿或氫化催化劑存在下，上述半縮醛在-20-60℃和1.0～10.0的大氣壓下反應20～60小時，脫去半縮醛的所有保護基得到呋甾皂苷或其類似物。上述半縮醛、無機或有機堿的摩爾比為1∶1.0～10.0；上述半縮醛和氫化催化劑的摩爾比為1∶0.2～1.0所述的堿可以是無機堿，如NaOH、KOH、LiOH、CsOH、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaH、KH或LiH；也可以是有機堿、如LDA、t-BuOK、BuLi、s-BuLi、t-BuLi、NaOMe、Mg(OMe)2、DBU、DBN、DABCO、Et2NH，Et3N、吡啶、咪唑或4-N，N-二甲基吡啶。
所述的氫化催化劑是10％鈀炭、氫氧化鈀[Pd(OH)2]或鋰+液氨；本發明的方法推薦在惰性氣體下進行，如氬氣、、氮氣等保護下。
本發明的方法是一種簡便、有效的合成呋甾皂甙和其類似物的化學方法。該方法不僅可以得到帶有不同糖鏈的呋喃皂苷，而且還可能在26位引入氧以外的雜原子而抑制F26G酶酶解，這些都為呋甾皂苷的構效關系研究提供了物質基礎，從而有利于這類化合物的開發和利用。
具體實施例方式
下述實施例將有助于理解本發明，但不限于本發明的內容。
合成實施例26位硫代呋甾皂苷VIII的合成 反應式126位硫代呋甾皂苷VIII的合成試劑和條件a)4MS，三甲基硅基三氟甲磺酸酯(TMSOTf)，CH2Cl2，rt，；b)oxone，丙酮，H2O，C1-C6鹵代烴，rt；c)AlI3，CH3CN，-40-80℃；d)MeONa，MeOH，CH2Cl2，-78-40℃；e)NaBH4，i-PrOH，CH2Cl2，rt；f)NaOH，CH3OH，H2O，60℃(1)在糖苷化條件下，薯蕷皂苷元與2，2，2-三甲基乙酰基(Piv)保護的葡萄糖三氯亞胺酯給體I反應得到全保護螺旋甾體皂苷II；(2)II用oxone氧化得到雙鍵和16位氧化的產物III；(3)III與AlI3反應得到環氧脫除同時26位碘代的產物IV；4)在堿性條件下，V與IV反應生成26位硫代的雙糖鏈皂苷VI；(5)NaBH4選擇性地還原16位羰基得半縮醛產物VII；(6)堿性條件下，脫除Piv、Bz保護基得到26位硫代的呋甾皂苷VIII(Scheme 1)。
實驗過程和數據化合物II的合成氬氣保護下，將薯蕷皂苷元(1.50g，3.40mmol)和Piv保護的葡萄糖給體I[Zimmermann，P.；Bommer，R.；Bar，T.；Schmidt，R.R.J.Carbohydr.Chem.1988，7，435-452](3.45g，5.22mmol，1.54equiv.)溶于30ml的無水CH2Cl2中，向其中加入干燥的4分子篩(10.0g)，室溫攪拌半小時后，加入三氟甲基基硅基三氟甲磺酸酯(TMSOTf)(0.06ml，0.34mmol，0.1equiv.)，繼續攪拌2小時，TLC顯示反應完全，三乙胺淬滅反應，過濾，濃縮、快速柱層析得白色固體(2.80g，3.07mmol，90％)。
D25＝-50.84(c 0.90，CHCl3)；1H NMR(300MHz，CDCl3)δ5.34-5.28(m，2H)，5.06(t，1H，J＝9.6Hz)，4.98(dd，1H，J＝7.5，9.9Hz)，4.61(d，1H，J＝7.8Hz)，4.40(m，1H)，4.20(d，1H，J＝12.0Hz)，4.01(dd，1H，J＝6.6，12.0Hz)，3.75-3.69(m，1H)，3.54-3.36(m，3H)，2.22(m，2H)，1.20，1.16，1.14，1.10(s，each 9H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ177.99，177.17，176.50，176.33，140.39，121.73，109.24，99.63，80.78，79.55，72.40，72.16，71.37，68.41，66.83，62.31，62.71，56.49，50.12，41.62，40.27，39.76，38.88，38.82，38.74，38.66，37.16，36.86，32.06，31.85，31.44，31.41，30.29，29.59，28.81，27.16，27.13，27.08，27.04，20.83，19.30，17.10，16.23，14.47；MS(ESI)m/z 913.7[M+H+]，936.0[M+Na+]；元素分析計算值C53H84O12·1/2H2O，C 69.02％，H 9.29％，實測值C 69.13％，H，8.94％化合物III的合成室溫條件下，將化合物III(1.70g，1.86mmol)溶于由CH2Cl2∶丙酮∶水＝1∶0.2∶3組成的混合溶劑(21ml)，氬氣保護下，加入NaHCO3(2.34g，27.90mmol，15.0equiv.)和oxone(13.72g，22.32mmol，12equiv.)，48小時后TLC檢測反應原料消失，分離有機相，水相用CH2Cl2萃取，合并所有有機相，并經Na2SO4干燥后，過濾、濃縮、快速柱層析得全保護得化合物II(1.32g，1.40mmol，75％)。
αepoxide isomer(α環氧異構體)1H NMR(300MHz，CDCl3)δ5.30(t，1H，J＝9.3Hz)，5.07(t，1H，J＝9.9Hz)，4.98(dd，1H，J＝7.8，9.3Hz)，4.60(d，1H，J＝8.4Hz)，4.21(t，1H，J＝9.9Hz)，4.02(dd，1H，J＝6.3，12.0Hz)，3.80-3.55(m，4H)，3.00(d，1H，J＝2.1Hz)；
βepoxide isomer(β環氧異構體)1H NMR(300MHz，CDCl3)δ5.28(t，1H，J＝9.6Hz)，5.07(t，1H，J＝9.3Hz)，4.98(dd，1H，J＝7.8，9.3Hz)，4.60(d，1H，J＝8.4Hz)，4.21(t，1H，J＝9.9Hz)，4.02(dd，1H，J＝6.3，12.0Hz)，3.80-3.55(m，4H)，2.86(d，1H，J＝4.2Hz)；HRMS(MALDI)計算值C53H84O14Na 967.5759，實測值C53H86O12Na+967.5753化合物IV的合成氬氣保護下，苯甲酰基(Bz)保護的葡萄糖溴苷(3.48g，5.28mmol)，KSAc(950mg，8.32mmol)溶于30ml無水的DMSO中，30℃攪拌反應10小時，TLC顯示反應完全，減壓旋干，快速柱層析得到白色固體(2.12g，3.23mmol，61％)。
D24＝86.50(c 0.93，CHCl3)；1H NMR(300MHz，CDCl3)δ8.06～7.79(m，8H)，7.58～7.24(m，12H)，6.02～5.96(m，1H)，5.73(t，1H，J＝9.89Hz)，5.67～5.61(m，2H)，4.60(dd，1H，J＝3.02，12.36Hz)，4.46(dd，1H，J＝4.65，12.36Hz)，4.34～4.28(m，1H)，2.31(s，3H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ192.13，166.10，165.65，165.13，133.52，133.26，133.08，129.92，129.82，129.71，128.69，128.42，128.23，80.63，76.82，74.16，69.84，69.11，62.89，30.82；元素分析計算值C36H30O10S C 66.05％，H 4.62％；實測值C 66.09％，H 4.44％。化合物V的合成氬氣保護下，向化合物III(640mg，0.68mol)和AlI3(832mg，2.04mmol，3.0eqiuv.)的混合物中加入CH3CN∶CH2Cl2＝2∶3的混合溶劑5ml，-20～0℃條件下攪拌2小時后，TLC顯示反應完全。反應液傾入飽和的Na2S2O3水溶液中，CH2Cl2萃取，有機相經Na2SO4干燥后，過濾、濃縮、快速柱層析得化合物V(595mg，0.57mmol，85％)。
D25＝-82.16(c 1.19，CHCl3)；1H NMR(300MHz，CDCl3)δ5.35-5.28(m，2H)，5.08(t，1H，J＝9.6Hz)，4.99(dd，1H，J＝8.1，9.3Hz)，4.62(d，1H，J＝8.1Hz)，4.21(d，1H，J＝11.7Hz)，4.02(dd，1H，J＝6.3，12.3Hz)，3.75-3.70(m，1H)，3.48-3.45(m，1H)，3.27(d，2H，J＝4.8Hz)，2.73-2.57(m，4H)，2.24-2.18(m，3H)，1.21，1.15，1.12，1.10(s，each 9H)，0.79(s，3H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ217.87，212.95，177.97，177.17，176.50，176.33，140.56，121.50，99.74，79.50，72.36，72.17，71.35，68.36，66.22，62.28，51.24，49.76，43.22，41.65，39.4538.84，38.72，38.66，38.60，37.15，36.84，36.77，33.64，31.71，30.94，29.89，29.51，27.14，27.11，27.08，27.02，20.63，20.50，19.27，17.60，15.37，12.94；HRMS(MALDI)計算值C53H83IO12Na 1061.4827，實測值C53H83IO12Na+1061.4821。
化合物VI的合成氬氣保護下，將化合物IV(618mg，0.94mmol，1.68equiv.)和V(586mg，0.56mmol)溶解在10ml MeOH∶CH2Cl2＝1∶4組成的混合溶劑中，然后加入新制備的MeONa(52.42mg，1.01mmol，1.80equiv.)，-78C攪拌2小時，接著升溫至40℃攪拌1小時后，TLC顯示反應完全，AcOH淬滅反應，濃縮，柱層析得到硫代化合物VI(825mg，0.54mmol，96％)。
D24＝-53.45(c 0.94，CHCl3)；1H NMR(300MHz，CDCl3)δ8.02-7.81(m，8H)，7.52-7.27(m，12H)，5.93(t，1H，J＝9.6Hz)，5.64(t，1H，J＝9.9Hz)，5.55(t，1H，J＝9.6Hz)，5.36-5.30(m，2H)，5.08(t，1H，J＝9.6Hz)，5.02(d，1H，J＝9.9Hz)，5.01(t，1H，J＝9.9Hz)，4.68-4.63(m，2H)，4.47(dd，1H，J＝4.8，12.0Hz)，4.31-4.20(m，2H)，4.03(dd，1H，J＝6.6，12.0Hz)，3.78-3.72(m，1H)，3.50-3.47(m，2H)，2.91(dd，1H，J＝3.9，12.9Hz)，2.66-2.63(m，2H)，2.53-2.39(m，3H)，2.32-2.26(m，3H)，1.22，1.18，1.16，1.12(s，each 9H)，1.00(s，3H)，0.99(d，3H，J＝7.5Hz)，0.89(d，3H，J＝6.3Hz)，0.77(s，3H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ218.16，213.00，177.99，177.17，176.50，176.33，166.00，165.75，165.19，140.55，133.32，133.11，129.85，129.68，129.21，128.89，128.31，121.15，99.71，83.84，79.47，75.92，74.13，72.31，72.16，71.31，70.79，70.02，68.33，66.24，63.52，62.26，51.21，49.73，43.22，41.62，39.27，38.82，38.66，37.13，37.01，36.77，32.70，31.68，30.91，29.50，29.36，27.08，27.02，20.48，19.28，15.40，12.91；HRMS(MALDI)計算值C87H110O21SNa 1545.7158，實測值；C87H110O21SNa+1545.7153；元素分析；計算值C87H110O21·H2O，C 67.77％，H 7.32％，實測值C 67.50％，H，6.96％。
化合物VII的合成將化合物V(600mg，0.39mol)溶于10ml i-PrOH∶CH2Cl2＝1∶5混合溶劑中，氬氣保護下加入NaBH4(147.54mg，3.90mmol，10.0equiv.)，-20-40℃條件下攪拌40小時后，反應液傾入水溶液中，CH2Cl2萃取，有機相經Na2SO4干燥后，過濾、濃縮、快速柱層析得全保護得化合物V(300mg，0.20mmol，50％)。
D25＝-8.89(c 0.82，EtOAc containing 1％Et3N)；1H NMR(300MHz，pyridine-d5)δ8.25-7.99(m，8H)，7.52-7.11(m，12H)，6.73(brs，1H)，6.55(t，1H，J＝9.3Hz)，6.24(t，1H，J＝9.6Hz)，6.16(t，1H，J＝9.6Hz)，5.74(t，1H，J＝9.6Hz)，5.52-5.46(m，4H)，4.72-4.66(m，1H)，4.55(brd，1H，J＝11.1Hz)，4.41(dd，1H，J＝5.7，12.3Hz)，4.10-4.06(m，1H)，3.83-3.76(m，1H)，3.10(dd，1H，J＝5.7，12.6Hz)，2.87(dd，1H，J＝7.5，12.6Hz)，2.61-2.57(m，1H)，2.47-2.43(m，1H)，1.00(s，3H)，0.96(d，3H，J＝6.6Hz)，0.90(s，3H)；13C NMR(75MHz，吡啶-d5)δ177.84，177.24，176.68，166.22，165，75，140.57，133.72，133.47，130.37，130.08，129.90，129.52，128.88，128.78，122.25，110.55，99.68，84.52，81.14，79.54，76.52，75.25，73.15，72.49，72.02，71.77，70.50，68.78，63.82，62.54，56.66，50.42，40.84，40.68，39.98，39.39，38.88，37.67，37.44，37.11，34.13，32.49，31.69，30.89，29.99，27.32，27.27，27.12，21.19，19.40，16.54，16.42；MS(MALDI)m/z 1529.7[M-H2O+Na+]，1547.7[M+Na+]，1562.8[M+K+]；HRMS(MALDI)計算值C57H112O21SNa 1547.7315，實測值C57H112O21SNa+1547.7309。
化合物VIII的合成將化合物VII(267mg，0.17mol)溶于由MeOH∶CH2Cl2∶水＝＝1∶4∶0.5組成的混合溶劑(10ml)，氬氣保護下，加入NaOH(34.00mg，0.85mmol，5.0equiv.)，于30℃反應48小時，然后酸性樹脂中和、濃縮、快速柱層析得全保護得甲基原薯蕷皂苷(106mg，0.13mmol，79％)。
D26＝-67.58(c 0.62，MeOH∶CH2Cl2＝1∶1 containing 1％EtN3)；1H NMR(400MHz，吡啶-d5)δ5.40(d，1H，J＝3.68Hz)，5.12(d，1H，J＝7.67Hz)，5.08(d，1H，J＝9.46Hz)，4.65-4.60(m，2H)，4.54-4.46(m，2H)，4.43(dd，1H，J＝5.44，11.91Hz)，4.39-4.31(m，4H)，4.14-4.11(m，2H)，4.08-4.02(m，3H)，3.11(dd，1H，J＝5.62，12.81Hz)，2.87(dd，1H，J＝7.68，12.82Hz)，2.56-2.51(m，1H)，2，32-2.30(m，1H)，2.22(m，1H)，1.26(d，3H，J＝6.80Hz)，1.15(d，3H，J＝6.58Hz)，1.00(s，3H)，0.91(s，3H)；13C NMR(100MHz，吡啶-d5)δ141.10，121.82，112.76，102.76，87.63，82.76，81.48，80.35，78.75，78.59，78.28，75.48，74.92，71.89，71.73，64.24，63.03，56.73，50.43，43.45，40.95，40.59，39.90，39.50，37.68，37.59，37.19，34.44，32.40，32.29，31.75，30.97，30.88，30.39，21.19，19.64，19.54，16.45，16.38；MS(MALDI)m/z 777.4[M-H2O+Na+]，795.4[M-CH2+Na+]，809.4[M+Na+]；HRMS(MALDI)計算值C40H666O13SNa 809.4122，實測值；C40H666O13SNa+809.4116。
權利要求
1.一種合成呋甾皂苷及其衍生物的化學方法，其結構通式如下所示 ，其中，R1是β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-巖藻糖、β-L-巖藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸以及由這些單糖組成的聚合度為2～8鏈狀或分枝型的寡糖；R2＝H或Me或Et；XR3是F、N3、胍基、CN或H；或者XR3中，X＝C、O、S、N或Se；R3是β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-巖藻糖、β-L-巖藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸以及由這些單糖組成的聚合度為2～8鏈狀或分枝型的寡糖基；其特征是該方法包括如下步驟(1)C27螺甾皂苷的合成在有機溶劑中和脫水劑的存在下，在-40～40℃，以路易斯酸或質子酸為促進劑，C27螺甾苷元與酰基、烷基以及硅基保護的糖基給體反應3-10小時，在其3位OH引入全保護的寡糖鏈R1，得到全保護的螺甾皂苷；其中，C27螺甾苷元與糖基受體以及促進劑的摩爾比為1∶1.0～5.0∶0.05～0.5；C27螺甾苷元與脫水劑的重量比是1.0∶3.0～10.0；(2)全保護的螺甾皂苷的氧化在有機溶劑或水以及它們的混合物中，全保護螺甾皂苷與氧化劑反應10～60小時得到氧化產物；全保護螺甾皂苷與氧化劑的摩爾比為1∶3.0～25.0，所述的氧化劑是過硫酸氫鉀制劑、過氧丙酮、1，1，1-三氟甲基過氧丙酮、間氯過氧苯甲酸、過氧乙酸、CrO3、KMnO4、NaIO4或(Bu)4N+IO4-以及它們的混合物；(3)26位鹵素取代基的引入在有機溶劑中和-40-30℃以及脫水劑的存在下，上述氧化的螺甾皂苷與親氧試劑反應0.1～2小時得到26位鹵代產物，氧化的螺甾皂苷與親氧試劑的摩爾比是1∶3.0～25.0；所述的親氧試劑是MgCl2、MgBr2、MgI2、AlCl3、AlBr3、AlI3、NaI、LiI、LiCl、LiBr、ZrCl4、(Cp)2ZrCl2或C1～C6的三烷基硅基鹵化物以及它們的混合物，其中Cp是環戊二烯基；(4)XR3取代基的引入在有機溶劑中，堿或還原劑的存在下，用親核試劑與鹵代產物反應3～10小時，發生親核取代反應而引入所需的XR3取代基；所述的鹵代產物、堿或還原劑和親核試劑的摩爾比為1∶1.5～4.0∶1.5～4.0；(5)還原劑選擇性地還原皂苷的16位羰基；在有機溶劑中1.0～10.0的大氣壓和-40～40℃下，(4)的產物與還原劑反應15～50小時獲得半縮醛產物；(4)的產物與還原劑的摩爾比為1∶0.2～20.0；所述的還原劑是NaBH4、LiBH4、KBH4、LiAlH4、K(Ph3P)3BH、K(i-PrO)3BH、Li(t-BuO)3AlH或Raney鎳；(6)呋甾皂苷或其類似物的制備在有機溶劑或水以及它們的混合物中、-20～60℃和1.0～10.0的大氣壓，半縮醛產物在堿或氫化催化劑存在下，反應20～60小時脫去所有保護基得呋甾皂苷或其類似物；所述的堿是無機或有機堿；所述的半縮醛產物與堿或氫化催化劑的摩爾比為1∶0.2～20；所述的氫化催化劑是10％鈀炭、氫氧化鈀[Pd(OH)2]或鋰+液氨；所述的脫水劑是3、4、5分子篩、酸洗的3、4、5分子篩、Na2SO4、CaSO4、CuSO4或MgSO4。
2.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的由β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-巖藻糖、β-L-巖藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸(、α-D-半乳糖醛酸或β-D-半乳糖醛酸以及由這些單糖組成的聚合度為2～8鏈狀或分枝型的寡糖基結構式如下
3.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述呋甾皂苷及其衍生物的22位不對稱碳的立體構型為S或R構型。
4.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的C27螺甾苷元是薯蕷皂苷元[Δ5，Y＝H，H，25(R)]；雅姆皂苷元[Δ5，Y＝H，H，25(S)]；替告皂苷元[5α-H，Y＝H，H，25(R)]；新替告皂苷元[5α-H，Y＝H，H，25(S)]；海柯皂苷元[5α-H，Y＝O，25(R)]；菝契皂苷元[5βH，Y＝H，H，25(R)]；知母皂苷元[5βH，Y＝H，H，25(S)]；波托皂苷元[Δ5，Y＝O，25(R)]；新波托皂苷元[Δ5，Y＝O，25(S)]；異齊亞帕皂苷元[Δ5，Y＝β-OH，α-H，25(S)]。
5.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的路易氏酸是C1～C6三烷基硅基三氟甲磺酸酯、三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸銀、三氟甲磺酸鋰、三氟甲磺酸銅、三氟甲磺酸鋅、三氟甲磺酸鈧、三氟甲磺酸鑭、三氟甲磺酸鐿、三氟甲磺酸銦、三苯基甲基高氯酸鹽、三苯基甲基四氟硼酸鹽；質子酸是三氟甲磺酸、高氯酸、四氟硼酸、四(五氟代苯基)硼酸、二(三氟甲磺酰)亞胺。
6.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述親核試劑是C1～C7烷基鎂、鋰、銅、鋅、硼、錫金屬試劑、C6～C12芳基鎂、鋰、銅、鋅、硼、錫金屬試劑、C1～C7烷基硫醇、硒醇及上述硫醇或硒醇的相應的乙酰化產物、C6～C12芳基硫醇、硒醇及上述硫醇或硒醇的相應的乙酰化產物、C1～C7烷基磺酰胺基、C6～C12芳基磺酰胺基、異頭位為OH、SH、SeH、NH2、SAc、SeAc、-S-S-、-Se-Se-由酰基、烷基以及硅基全保護的下述糖β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯糖、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-巖藻糖、β-L-巖藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸以及由這些單糖組成的聚合度為2～8鏈狀或分枝型的寡糖類化合物、四丁基氟化胺、三甲基疊氮基硅烷、三甲基氰基硅烷、疊氮化鈉、氰化鉀或氰基硼氫化鈉。
7.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的無機堿指一價金屬的氫氧化物、氫化物或碳酸鹽；有機堿是二-異丙基氨基鋰、叔丁醇鉀、正丁基鋰、異丁基鋰、叔丁基鋰、NaOMe、NaOEt、Mg(OMe)2、1，8-二-氮雜二環[5.4.0]十一烷-7-烯、1，5-二-氮雜二環[4.3.0]九烷-7-烯、1，4-二-氮雜二環[2.2.2]庚烷、Et2NH，Et3N、吡啶、咪唑、4-N，N-二甲基吡啶。
8.如權利要求1和6所述的合成方法，其特征是所述酰基是C1～C8脂肪酰基或C7～C10芳香酰基、鹵代烴為C7～C10芳香族鹵代烴、硅基為C1～C6三烷基硅基。
9.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的全保護的糖基給體是β-D-葡萄糖、α-D-葡萄糖、β-D-半乳糖、α-D-半乳糖、β-D-甘露糖、α-D-甘露糖、β-D-木糖、α-D-木糖、β-D-2-氨基葡萄糖、α-D-2-氨基葡萄糖、α-L-鼠李糖、β-L-鼠李糖、α-D-阿拉伯糖、β-D-阿拉伯、α-L-阿拉伯糖、β-L-阿拉伯糖、α-L-巖藻糖、β-L-巖藻糖、α-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖醛酸、α-D-半乳糖醛酸、β-D-半乳糖醛酸單糖基的硫苷、三氯乙酰亞胺酯、三氟乙酰亞胺酯或氟苷。
10.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法(5)中所述的還原劑是NaBH4、LiBH4、KBH4、LiAlH4、K(Ph3P)3BH、K(i-PrO)3BH或Li(t-BuO)3AlH時，(4)的產物與還原劑的摩爾比為1∶5.0～20.0；或所述的還原劑是Raney鎳時，(4)的產物與還原劑的摩爾比為1∶0.2～1.0。
11.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法(6)中所述的半縮醛產物和堿的摩爾比為1∶1.0～20；所述的半縮醛產物與氫化催化劑的摩爾比為1∶0.2～1.0。
12.如權利要求1所述的合成方法，其特征是所述的方法是在惰性氣體保護下進行。
全文摘要
本發明涉及一種以C
文檔編號C07J71/00GK1763076SQ200510029869
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月22日 優先權日2005年9月22日
發明者李明, 俞飚 申請人:中國科學院上海有機化學研究所