三六支化甘露五糖六糖對甲氧基苯基糖苷及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于醫藥技術領域，具體涉及三六支化甘露五糖六糖對甲氧基苯基糖苷及 其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002] 艾滋病（AIDS)是由人類免疫缺陷病毒（HIV)感染引起的嚴重疾病。HIV屬于RNA 逆轉錄病毒，它對細胞的感染過程包括與宿主細胞融合，遺傳信息轉錄并整合進入宿主細 胞基因組，然后進行蛋白質表達，最后組裝新病毒釋放出細胞。抗艾滋病毒藥物可以通過抑 制或阻斷病毒復制過程中的任何一個階段以達到治療和緩解疾病的作用。目前抗HIV藥物 主要包括三大類：核苷類逆轉錄酶制劑、非核苷類逆轉錄酶制劑及蛋白酶抑制劑。核苷類似 物是應用最早、種類最多的一類，包括齊多夫定（zidovudine，AZT)，司他夫定（stavudine， d4T)等。這些藥物在抗HIV-I感染和治療AIDS中取得了一定的效果，但也表現出一定的毒 副作用，而且由于HIV的易變異性引發的耐藥問題使其應用受到限制。因此發展新的治療 策略或新型抗HIV藥物一直受到人們的廣泛關注。
[0003] 甘露糖是眾多生物活性寡糖中的重要構成單元之一，研究表明甘露寡糖在 生命活動中起著非常重要的作用，有關含有甘露寡糖單元的生物源分子結構與活 性研究已有很多文獻報道〇^111.〇16111.5〇(3.，2011，133，16495 - 16502;14111.〇16111· Soc. , 2010, 132, 16651 - 16656 ；Bioorg. Med. Chem. Lett. , 2003, 13, 327 - 330 ；Tetrahedron Letters. , 2003, 44, 1791 - 1793 ；J. Org. Chem. 2007, 72, 8976-8979),其中，N-連接 甘露糖寡糖的糖蛋白在一些基本的生命活動如細胞的識別、病毒和細菌的侵染、病 體的惡化中起著重要的作用（Glycobiology.，1993, 3, 97 ;Chem. Rev.，1996, 96, 683 ; Science.，2001，291，2370)。最近的研究表明，N-glycan中糖的部分對人體CD2粘附功能有 著不可缺少的作用，而且研究還發現"高甘露糖型"N-glycan與艾滋病HIV感染有關（J. Am. Chem. Soc. , 2001, 123, 3892 J. Virol. 1991, 65, 6461 ；Alfred Benzon Symp. 1994, 36, 297), 而人體具有抗病毒防衛作用的CD2蛋白含有與天冬酰胺鏈接的寡糖鏈，具有如下的結構：
[0005] 這兩個N-鏈接寡糖分別由五個及六個甘露糖分子與兩個乙酰氨基葡萄糖分 子組成，研究表明此寡糖鏈對蛋白CD2的功能非常重要，去掉糖鏈的蛋白CD2不再具 有能復合抗體的功能（J. Biol. Chem. 1992, 267, 22428-22434 ;Proc. Natl. Acad. Sci. U.S. A. 1993, 90, 11613-11620)。在前期對甘露糖寡糖長期的結構設計、合成與活性研究 *(Synthesis，2010，N0.10，1666-1672;Carbohydr.Res.，2007,342,2810-2817 ;Bioorg. Med. Chem. 2003, 11，4027-4037 !Tetrahedron Lett. 2003, 44, 1839-1842)，發明人積累了大 量的研究數據，得出三糖以上寡糖是發揮生物活性的基本結構的結論，并獲得具有潛在應 用價值的寡糖分子（中國專利授權公告號：CN102617662B)。因此我們認為，對上述"高甘 露糖型"N-glycan中特定糖基新穎結構的設計與研究，有可能發現潛在的新的抗病毒藥物， 但如何取舍其有效糖基單元，并在非還原端引入合適基團作為糖苷使整體結構具有很好的 生物活性，始終是發明人的重點研究目標。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的之一是提供一種糖苷類化合物及其制備方法。
[0007] 本發明所提供的糖苷類化合物，其結構式如式I或式II所示：
[0009] 上述式I或式II所示化合物是按照包括下述步驟的方法制備得到的：
[0010] 1)在催化劑作用下，將式III所示的雙糖受體化合物或式V所示的四糖受體化合物 與式IV所示的單糖供體化合物進行縮合反應，得到式VI所示的全保護的甘露五糖化合物或 式W所示的全保護的甘露六糖化合物；
[0013] 其中，Ac代表乙酰基，Bz代表苯甲酰基；
[0014] 2)將式VI所示的全保護的甘露五糖化合物或式VE所示的全保護的甘露六糖化合 物在飽和甲醇/氨溶液中進行保護基脫除反應，得到式I或式II所示化合物。
[0015] 上述方法步驟1)中，式III所示的雙糖受體化合物與式IV所示單糖供體化合物的 摩爾比可為1:3. 3~4. 0 ;
[0016] 式V所示的四糖受體化合物與式IV所示單糖供體化合物的摩爾比可為1:2. 2~ 3. 0 ；
[0017] 所述催化劑可選自下述至少一種：N-碘代丁二酰亞胺/三氟甲磺酸（NIS/TfOH)、 二甲基甲硫基硫鑰三氟甲磺酸鹽（DMTST)和三甲硅基三氟甲磺酸（TMSOTf)，具體可為三甲 硅基三氟甲磺酸（TMSOTf)。
[0018] 所述催化劑為三甲硅基三氟甲磺酸（TMSOTf)時，三甲硅基三氟甲磺酸（TMSOTf) 與式III所示的雙糖受體化合物或式V所示的四糖受體化合物的摩爾比為0. 01~0. 5:1。
[0019] 所述縮合反應的溫度為_45°C~15°C，如-20~10°C。
[0020] 所述縮合反應的時間可為2~4小時。
[0021] 所述縮合反應在有機溶劑中進行，所述有機溶劑可選自下述至少一種：二氯甲烷、 1，2-二氯乙烷、甲苯、氯仿、乙腈、乙醚、01^仉^二甲基甲酰胺）、1'冊（四氫呋喃）、01^(二 甲氧基乙烷）等，具體可為二氯甲烷。
[0022] 上述方法步驟1)中，式III所示的雙糖受體化合物可按照包括下述步驟的方法制 備得到：
[0023]
[0024] 其中，Bz代表苯甲酰基；Alloc代表烯丙氧羰基；
[0025] 以對甲氧基苯基甘露糖苷1作為起始原料，經過4, 6-羥基的異丙叉基化得到化合 物2、選擇性烯丙氧羰基化、苯甲酰基化得到化合物3、解叉基保護得到化合物4,再進行選 擇性烯丙氧羰基化、苯甲酰基化得到全保護的甘露糖苷化合物5 ;
[0026] 化合物5在鈀鹽、銨鹽及硼氫化鈉的作用下脫除烯丙氧羰基得到3, 6-雙羥基受體 化合物6 ;
[0027] 化合物5經過脫除1位對甲氧基苯基、三氯乙酰亞胺酯活化，得到甘露糖三氯乙酰 亞胺酯7 (糖基供體）；
[0028] 以甘露糖三氯乙酰亞胺酯7作為糖基供體，以3, 6-雙羥基受體化合物6作為糖基 受體進行縮合反應，得到1 - 6-α -連接雙糖8,該雙糖經過脫除烯丙氧羰基保護基得到式 III所示的雙糖受體化合物。
[0029] 上述方法步驟1)中，式V所示的四糖受體化合物可按照包括下述步驟的方法制 備得到：
[0032] 以對甲氧基苯基甘露糖苷1作為起始原料，經過2, 3-羥基的異丙叉基化得到化合 物9,經苯甲酰基化、解叉基保護得到化合物10、經選擇性乙酰化反應得到2位羥基裸露的 糖基受體化合物11 ;
[0033] 將糖基受體化合物11與式IV所示的單糖供體化合物進行縮合反應，得到 1 - 2-α -連接雙糖12,該化合物經過脫除1位對甲氧基苯基、三氯乙酰亞胺酯活化，得到 甘露雙糖三氯乙酰亞胺酯雙糖供體13 ;
[0034] 以甘露雙糖三氯乙酰亞胺酯13作為糖基供體，以甘露雙糖8作為糖基受體進行縮 合反應，得到1 - 3- α -連接雙糖14,該雙糖經過脫除烯丙氧羰基保護劑得到式V所示的四 糖受體化合物。
[0035] 上述方法步驟1)中，式IV所示的單糖供體化合物可按照包括下述步驟的方法制 備得到：
[0036] 以甘露糖為起始原料，經全苯甲酰化、選擇性脫除1位苯甲酰基、1位三氯乙酰亞 胺酯活化，即可得到式IV所示的單糖供體化合物。
[0037] 上述方法步驟2)中，所述保護基脫除反應的反應溫度為20~30°C，時間為4~8 天。
[0038] 本發明的再一個目的是提供式I或式II所示化合物的應用。
[0039] 本發明所提供的式I或式II所示化合物是其在下述方面的應用：
[0040] 1)在制備抗HIV藥物中的應用；
[0041] 2)在制備治療艾滋病藥物中的應用。
[0042] 以式I或式II所示化合物為活性成分制備的抗HIV藥物或治療艾滋病藥物也屬于 本發明的保護范圍。
[0043] 所述抗HIV藥物或治療艾滋病藥物可通過注射、噴射、滴鼻、滴眼、滲透、吸收、物 理或化學介導的方法導入機體如肌肉、皮內、皮下、靜脈、粘膜組織；或是被其他物質混合或 包裹后導入機體。
[0044] 需要的時候，在上述藥物中還可以加入一種或多種藥學上可接受的載體。所述載 體包括藥學領域常規的稀釋劑、賦形劑、填充劑、粘合劑、濕潤劑、崩解劑、吸收促進劑、表面 活性劑、吸附載體、潤滑劑等。
[0045] 以式I所示或式II所示化合物為活性成分制備的抗HIV藥物或治療艾滋病藥物可 以制成注射液、片劑、粉劑、顆粒劑、膠囊、口服液、膏劑、霜劑等多種形式。上述各種劑型的 藥物均可以按照藥學領域的常規方法制備。
[0046] 本發明從甘露糖出發，采用合理的合成策略，首先合成雙糖受體及四糖受體，然后 采用Schmidt糖苷化方法縮合分別得到全保護的甘露五糖及甘露六糖，該甘露五糖及甘露 六糖經脫保護后得到目標五糖及六糖化合物。反應設計中巧妙的引入適當的保護基團，使 整個反應過程高效進行，且操作簡便。
[0047] 本發明制備得到的三六支化的對甲氧基苯基甘露糖五糖和六糖具有抗艾滋病活 性，目前尚未見該結構及其應用的文獻報道，同時，為了高效率合成目標分子，本發明實現 了目標分子的高效簡明制備方法，其特點是采用部分保護的糖作為受體，通過高區域選擇 性糖基化方法來制備。
[0048] 藥學研究表明：本發明制備得到的式I或式II所示化合物對C8166細胞的毒性 小，對HIV-I誘導C8166細胞形成合胞體抑制的EC 5。值分別為11. 31 μ g/mL、15. 08 μ g/mL， 治療指數（TI值）分別為99. 91、67. 63,表明本發明制備得到的式I或式II所示化合物具有 顯著的抗HIV-I活性，可用作潛在的治療艾滋病藥物。
【附圖說明】
[0049] 圖1為式III所示的雙糖受體化合物的合成流程圖。
[0050] 圖2為式V所示的四糖受體化合物的合成流程圖。
[0051] 圖3為式I所示的目標五糖化合物的合成流程圖。
[0052] 圖4為式II所示的目標六糖化合物的合成流程圖。
[0053] 圖5為式VI所示的五糖化合物的合成共振氫譜圖。
[0054] 圖6為式VI所示的五糖化合物的合成共振碳譜圖。
[0055] 圖7為式I所示的目標五糖的合成共振氫譜圖。
[0056] 圖8為式I所示的目標五糖的合成共振碳譜圖。
[0057] 圖9為式W所示的五糖化合物的合成共振氫譜圖。
[0058] 圖10為式W所示的五糖化合物的合成共振碳譜圖。
[0059] 圖11為式II所示的目標六糖的合成共振氫譜圖。
[0060] 圖12為式II所示的目標六糖的合成共振碳譜圖。
[0061] 圖13式I所示化合物對C8166細胞的毒性作用實驗數據。
[0062] 圖14式II所示化合物對C8166細胞的毒性作用實驗數據。
[0063] 圖15 AZT對C8166細胞的毒性作用實驗數據。
[0064] 圖16式I所示化合物對HIV-I III B誘導C8166細胞病變（CPE)的抑制作用。
[0065] 圖17式II所示化合物對HIV-I III B誘導C8166細胞病變（CPE)的抑制作用。
[0066] 圖18 AZT化合物對HIV-I III B誘導C8166細胞病變（CPE)的抑制作用。
【具體實施方式】
[0067] 下面通過具體實施例對本發明進行說明，但本發明并不局限于此。
[0068] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法；下述實施例中所 用的試劑、生物材料等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0069] 下述實施例中所使用的對甲氧基苯基甘露糖苷（化合物1)是按照包括下述步驟 的方法制備得到的：100ml圓底瓶中加入乙酸酐40ml，高氯酸0. 2ml，冰鹽浴下慢慢加入甘 露糖l〇g，加入完畢后移至室溫下反應2小時，檢測反應完全后向體系中加入1ml吡啶終止 反應，直接濃縮，除去溶劑后在氮氣保護下加入對甲氧基苯酚l〇g，適量二氯甲烷溶解，冰鹽 浴下加入三氟化硼乙醚絡合物，半小時后移至室溫下反應10小時，TLC檢測反應完全，向體 系中加入氫氧化鈉溶液調體系PH至中性，然后用二氯甲烷、水洗滌，有機相干燥濃縮。所得 粗產物溶于適量甲醇，滴加新制甲醇鈉溶液調PH至10左右，室溫反應2小時，TLC檢測反 應完全。酸性樹脂中和后抽濾，濾液濃縮，乙酸乙酯重結晶，析出白色固體8. 6g。
[0070] 下述實施例中所使用的式IV所示化合物是按照包括下述步驟的方法制備得到 的：
[0071]
[0072] 10