[发明专利]一种糖胺聚糖类化合物N,O‑同时硫酸化的方法及其反应中间体

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖胺聚糖类化合物硫酸化的方法，具体来说，涉及一种在微波作用下，对糖胺聚糖类化合物中未保护的羟基和氨基位点进行完全硫酸化(N,O-同时硫酸化)修饰制备肝素类化合物的方法。

背景技术

肝素(Heparin)是一种高度硫酸化的天然黏多聚糖，由重复的二糖单元：1-4连接的糖醛酸(α-L-艾杜糖醛酸或者β-D-葡萄糖醛酸)与己糖胺(α-D-氨基葡萄糖)交替连接而成。肝素类分子在体内和体外都有抗凝血作用，应用于临床治疗抗血栓和心血管疾病已经有近六十年历史。此外肝素还具有降血脂、抗动脉粥样硬化、抗中膜平滑肌细胞(SMC)增生、抗炎、抗过敏、抗病毒、抗癌等多种生物学功能，因此，其在医学上的应用非常广泛。

天然肝素本身就是混合物，经过降解处理的肝素片段结构更加多样性，很难提纯得到单一结构的肝素片段，这样就无法确定与蛋白作用的是肝素糖链中哪一段特征片段，往往因混合物中某一组分起促进作用，另一组分起抑制作用，使其表现出来的实验结果令人费解。显而易见，获得结构确定的肝素样品会给肝素的生物学研究带来极大的方便。

磺达肝素钠(Fondaparinux Sodium)是肝素类分子中最为有名的一个，由法国赛诺菲公司开发的一种具有高选择性Xa因子抑制剂。它是由化学合成的结构确定的肝素五糖片段，为目前副作用最小，最为高效的高选择性Xa因子抑制剂。它的作用机理是通过与抗凝血酶III(ATIII)结合，选择性抑制Xa因子而发挥抗血栓作用。它不会使凝血酶失活，也不影响血小板的功能。磺达肝素钠已被转让给葛兰素史克公司(GSK)，并于2001年获准在欧洲上市，2002年在美国上市，2008年在中国上市。

肝素类寡糖合成中的一大难点是对需要硫酸化的羟基和氨基位点进行完全硫酸化修饰。多位点的硫酸化反应很难进行完全。单独在羟基或者氨基上引入硫酸根不是很难，然而同时进行多个羟基和氨基位点的硫酸化就非常困难，常常会出现反应不完全的副产物(Eur.J.Org.Chem.2005,1849-1858)。目前，文献中的肝素合成通常采用分步硫酸化修饰：先将需要硫酸化的羟基选择性脱保护，然后进行O-硫酸化，接着Staudinger还原叠氮基团，再进行N-硫酸化。这样需要进行两步硫酸化反应，采取三次反相柱层析(O-硫酸化，Staudinger还原，N-硫酸化)，费时耗力。(J.Am.Chem.Soc.2009,129,17394-17405；Chem.Eur.J.2006,12,8664-8686，Chem.Eur.J.2010,16,8365)例如磺达肝素钠由于其结构复杂，分子有八个硫酸化位点，需要分别进行氧硫酸化和氮硫酸化，反应时间冗长，产率中等，并且分离困难。

在一步反应中对N,O同时硫酸化的尝试也有一些报道，(Chem.Eur.J.2004,10,4265-4282；J.Comb.Chem.2008,10,166–169；Chem.Eur.J.2006,12,8664-8686；Carbohydrate Research 2008,343,2853-2862；)但是要么硫酸化不彻底，得不到目标化合物，且增加了TLC监测和分离难度；要么适用范围很差，无法推广应用。

2012年中国专利“制备肝素五糖的新中间体及其制备方法”(申请公布号：CN 103360439A)，将合成的五糖的羧酸根和需要硫酸化的羟基和氨基全部脱保护，之后采用连续的分步硫酸化方法，其反应路线如下：

其中，第一步O-硫酸化需淬灭、分离后才能进行下一步N-硫酸化，得到N,O-硫酸化产物2。最后，采用加压氢化的条件脱除剩余保护基得到最终肝素五糖。该专利依然采取了分步硫酸化的方法，操作复杂，必须重复多次实验才能得到比较纯的完全硫酸化产物；反应时间较长，而且后处理繁琐，同时仅在硫酸化操作和氢化还原全部完成后，才给出结构鉴定的谱图，不适合大规模的工业合成。

因此，亟需一种高效、便捷的N,O-同时硫酸化方法，以简化反应监测、分离和纯化的操作，利于工业生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中糖胺聚糖类化合物硫酸化反应操作繁琐，多位点的硫酸化反应难以进行完全，使得产物分离分析困难的缺陷，而提供一种微波促进下糖胺聚糖类化合物N,O-同时硫酸化方法的新方法，其反应操作简单，硫酸化完全，反应速度较快且产率较高。