[发明专利]硒单糖代谢标志物的合成方法

说明书

本发明涉及一种人体尿液中占主导丰度的硒代谢标志物：1β‑甲基硒‑N‑乙酰基‑D‑半乳糖胺的合成方法，以全乙酰化D‑半乳糖胺为底物，经水相氯取代1α‑乙酸酯基，得“1α‑氯半乳糖胺四乙酸酯”中间体；然后用“一锅法”与二甲基二硒醚和硼氢化钠反应，生成1β‑甲基硒衍生物；最后在碱性条件中水解全部的醋酸酯以获得目标硒糖。

技术领域

本发明涉及含硒化合物合成技术领域，尤其涉及一种硒单糖代谢标志物的合成方法。

背景技术

硒是人体必需的微量矿物质，土壤中的硒浓度决定饮食中硒的成分与形式。硒缺乏所致“克山病”在我国北方和中西部偏远地区普遍发生，因此建立评价硒营养水平的生化指标极其必要。根据已知的硒合成代谢，作为人血浆硒库的蛋白P1(selenoprotein P1，简称SEP1)存在表达阈值，而其系列无机硒或其甲基化的产物测量误差较大，二者皆难与摄取的硒元素量之间建立起对应关系，所以皆不适宜于作为医学诊断、健康监测、食品安全评价等的有效标志物。鉴于此，尿液中的硒排除量有望成为潜在的评估终点。目前，已经通过液相色谱串联质谱分析发现并证实，人体尿液中存在硒排泄物，其中含量占据绝对主导的是一个学名为“1β-甲基硒-N-乙酰基-D-半乳糖胺”的含硒单糖(selenosugar)。为进一步确立该糖型排出物与外源摄入硒之间的定量联系，有必要制定针对该硒代结构的科学计量方法，其关键在于标准曲线的测绘。然而，该内源性小分子(分子量300.035)的一般浓度水平极低(纳摩尔以下，即10^-9M)，无法通过对生物样本的直接分离、富集得到上述甄定所需的高纯度标准试剂。于是，相比采用复杂的生物技术进行特种糖的炼制、提取，人工合成该天然产物便成为了一个更加简便、易行的方案。例如，文献“硒的生物标志物”(许嘉文等,国外医学医学地理分册2016,37(1))中虽然公开了多种硒的生物标志物，但却未提及这些物质的制备；文献“含硒化合物研究进展”(郭利等,中国新药杂志2000,3(9))则报道了多种含硒化合物的研究进展，其中也未涉及“1β-甲基硒-N-乙酰基-D-半乳糖胺”的化学合成法。

1β-甲基硒-N-乙酰基-D-半乳糖胺作为人体尿液中占主导丰度的硒代谢标志物，是一种含硒单糖分子，化学式为C₉H₁₈O₅Nse，结构式如下：

1β-甲基硒-N-乙酰基-D-半乳糖胺的传统有机制备流程是以D-半乳糖胺为原料，(a)首先与无水乙酸酐(CH₃CO)₂O和吡啶(C₅H₅N)过夜反应得到完全酯化的前驱体：D-半乳糖胺五乙酸酯；(b)蒸干上述体系的溶剂后，以二氯甲烷(CH₂Cl₂)为溶剂，加入四氯化钛(TiCl₄)，在40℃下隔绝水分回流3h生成1α-氯取代的半乳糖胺四乙酸酯；其后，(c)先将甲基二硒醚(CH₃Se)₂和硼氢化钠(NaBH₄)在不含水的乙腈(CH₃CN)溶剂中混合、回流40min生成甲硒酸钠(CH₃SeNa)，(d)再与上步所得中间体反应1h，得到1β-甲基硒衍生物；(e)最后，在甲醇钠(CH₃ONa)、甲醇(CH₃OH)中水解、去除乙酰基(-COCH₃)，获得目标硒糖化合物。