（有机化学专业论文）nn二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究.pdf

，n - - = 取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 摘要 糖类是自然界极为重要的一类天然化合物，糖生物学的研究表明，糖几乎参 与所有真核生物的每一个过程，它们的功能是复杂而多样的。糖生物学的发展不 断的揭示出糖在生命过程的重要作用。糖类化合物被认为在抗癌、抗炎、抗病毒、 糖尿病治疗、免疫调节、免疫疫苗、器官移植等领域都有良好的应用前景。这些 前沿的发现极大的激发了学术界和制药业的兴趣。 糖酯类化合物在医药、食品、日用化妆品、化工及其他行业均有广泛的应用。 其中，某些糖酯类化合物具有抗肿瘤、杀菌、抗高血压等生物活性，可作为血管 紧张素转换酶( a c e ) 抑制剂、肿瘤转移抑制剂等。一些活性较高的化合物由于 本身存在的毒性和对环境的负面影响以及生物组织难以吸收的特点使其使用受 到了限制，而对这种活性功能化合物进行糖基化，将糖分子引入到活性小分子结 构中，通过活性测试已证明糖基化后的化合物作为前体药物具有较好的药效。因 此，有关糖酯类化合物的合成及其性质的研究已成为人们关注的课题。 肽在生物体内有重要的作用，其在体内参与多种代谢及调节活动。由于许多 肽基蛋白质在生命过程中的突出重要性，有关的科技领域如药物化学、分子免疫 学、动物学、农业及食品工业的发展均需要大量各种结构的肽类似物，以便进行 结构和活性关系的研究。在世界范围内迄今共有1 7 个a c e 抑制剂上市，其中属 于- 羧烷基二肽结构类型的有1 3 种。 本论文采用相转移催化法立体专一性合成了出了1 3 个新型的含有肽键结构 的糖酯类化合物，其中包括7 种新的n - ( n - 7 , 酰基- - 芳氨基乙酰基) - 芳氨基乙 酸伊葡萄糖酯和6 种新的n - ( n - 乙酰基m 芳氨基乙酰基) 芳氨基乙酸伊半乳 糖酯。为合成目标分子还合成y 2 1 个中间体化合物，并通过i r 、1 hn m r 、m s 及元素分析对中间体及目标分子进行了结构表征，利用谱学技术确证了目标分子 的结构均为伊型异构体，并给出了相应的反应机理。对所合成的新型糖酯类化 合物进行了抗肿瘤及抗高血压体外生物活性试验，初步生物活性实验结果表明， 目标化合物对蛋白酪氨酸磷酸酶仪( p t p o t ) 有较弱的抑制活性，部分化合物化合 物对c t l a 肾上腺素受体有极弱的激动活性。这一研究结果为迸一步研究此类化 合物的合成、生物活性的研究奠定了基础。 关键词n - ( n - l 酰基- 芳氨基乙酰基) - n - 芳氨基乙酸伊葡萄糖酯；n - ( n - l 酰基 批芳氨基乙酰基) - 芳氨基乙酸伊半乳糖酯；n - ( 乙酰基一 l 芳氨基乙酰 基) 一肛芳氨基乙酸；合成；表征；生物活性 ，- 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成，表征及其生物活性研究 a b s t r a c t c a r b o h y d r a t e sa r eak i n do fv e r yi m p o r t a n tn a t u r a lp r o d u c t s g l y c o b i o l o g ys t u d i e s h a v es h o w nt h a ts u g a rp a r t i c i p a t e si ne v e r yp r o c e s si na l le u k a r y o t e ，a n dt h e i rr o l e s a r ec o m p l e xa n dd i v e r s e t 1 1 ed e v e l o p m e n to ft h eg l y c o b i o l o g yh a sb e e nr e v e a l e di t s i m p o r t a n tf u n c t i o ni nt h ep r o c e s so ft h el i f e c a r b o h ，r d r a t e sa r ec o n s i d e r e dt oh a v e g o o da p p l i c a t i o np r o s p e c t si nt h ea n t i c a n c e r , a n t i i n f l a m m a t o r y , a n t i v i r u s ，d i a b e t e s t r e a t m e n t ，i m n l u n er e g u l a t i o n ，i i i l m u n ev a c c i n e s ，o r g a nt r a n s p l a n t a t i o na n do t h e r f i e l d s t h e s ed i s c o v e r i e sh a v eb e e ns t i m u l a t e dt h ei n t e r e s to ft h ea c a d e m i aa n dt h e p h a r m a c e u t i c a li n d u s t r y s u g a re s t e r sh a v ew i d ea p p l i c a t i o n si nt h ep h a r m a c e u t i c a l ，f o o d ，d a i l yc o s m e t i c s ， c h e m i c a li n d u s t r ya n do t h e rf i e l d a m o n gt h e m ，s o m e s u g a re s t e r sh a v em a n y b i o l o g i c a la c t i v i t i e ss u c ha sa n t i t u m o r , s t e r i l i z a t i o n ，a n t i h i g hb l o o dp r e s s u r e ，a n dc a n b eu s e da s a n g i o t e n s i n c o n v e r t i n ge n z y m e ( a c e ) i n h i b i t o r s ，t u m o rm e t a s t a s i s i n h i b i t o r s ，a n ds oo n b e c a u s eag r e a ta m o u n to fa c t i v ec o m p o u n d se x i s tt o x i c i t y , n e g a t i v ei m p a c to nt h ee n v i r o n m e n ta n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fd i f f i c u l ta b s o r p t i o nt o b i o l o g i c a lt i s s u e ，i tm a k e si t su s et oh a v eb e e nl i m i t e d b u ti fs u g a rs t r u c t u r ei s i n t r o d u c e di n t ot h i sm o l e c u l a r , t h i sg l y c o s y l a t i o nm o l e c u l a rh a sg o o de f f i c a c ya s p r e c u r s o rd r u g ，w h i c hh a sb e e np r o v e db yt h ea c t i v i t yt e s t t h e r e f o r e ，t h es t u d i e so f t h es y n t h e s i sa n dp r o p e r t i e so ns u g a re s t e r sh a v eb e e nac o n c e m e dt o p i c p e p t i d e p l a y sa l li m p o r t a n tr o l e i nt h eb i o l o g i c a lb o d y i tp a r t i c i p a t e si nav a r i e t yo f m e t a b o l i s m sa n dr e g u l a t i o n si nt h eb o d y s i n c em a n yp e p t i d e - b a s e dp r o t e i n sh a v et h e o u t s t a n d i n gi m p o r t a n c ei nt h ep r o c e s so ft h el i f e ，r e l a t i v es c i e n c ea n dt e c h n o l o g y f i e l d ss u c ha sm e d i c i n a lc h e m i s t r y , m o l e c u l a ri m m u n o l o g y , z o o l o g y , a g r i c u l t u r ea n d f o o di n d u s t r y , r e q u i r eal a r g en u m b e ro fv a r i o u ss t r u c t u r e so fp e p t i d ea n a l o g u e si n o r d e rt os t u d yt h er e l a t i o n s h i po ft h es t r u c t u r ea n da c t i v i t y s of a r , s e v e n t e e na c e i n h i b i t o r sh a v eb e e nc o m m e r c i a l i z e d ，a m o n gt h e mt h e r ea r et h i r t e e nn - c a r b o x y a l k y l d i p e p t i d e s i nt h i sp a p e r , t h i r t e e nn o v e ls u g a re s t e r sc o n t a i n i n gt h ep e p t i d eb o n dh a v eb e e n s y n t h e s i z e db yt h ep h a s et r a n s f e rc a t a l y s i s ，i n c l u d i n gs e v e nn e wp e r - a c e t y l a t e d p - g l u c o s y ln - ( n - a c e t y l - n - a r y l g l y c y l ) - n - a r y g l y c i n e se s t e r sa n ds i xn e wp e r - a c e t y r l a t e d f l - g a l a c t o s y ln - ( n - a c e t y l - n - a r y l g l y c y l ) - n - a r y g l y c i n e se s t e r s i no r d e rt os y n t h e s i z e t h e t a r g e tc o m p o u n d s ，t w e n t y - o n er e l a t i v ei n t e r m e d i a t ec o m p o u n d sw e r ea l s o s y n t h e s i z e d t h e i rs t r u c t u r e sw e r ec h a r a c t e r i z e db yi l l1 hn m r , m sa n de l e m e n t a l a n a l y s i s n l ec o n f i g u r a t i o no ft h et a r g e tm o l e c u l e sw h i c ha r e , b - t y p ei s o m e rh a v eb e e n c o n f i r m e db yt h e s p e c t r o s c o p i ct e c h n i q u e s t h em e c h a n i s mo ft h ee s t e r i f i c a t i o n r e a c t i o ni sg i v e na c c o r d i n gt ot h er e s u l t n l er e s u l t so ft h ea n t i - t u l t i o ra n da n t i h y p e r t e n s i v et e s t si nv i t r os h o wt h a tt h e s y n t h e s i z e dn e ws u g a re s t e r sh a v ew e a ki n h i b i t o r ya c t i v i t yt ot h ep r o t e i nt y r o s i n e p h o s p h a t a s e 仅( p t p c o ，p a r t i a ls u g a re s t e r sh a v ew e a ke x c i t i n ga c t i v i t yt ot h eala a d r e n e r g i cr e c e p t o r t h e s er e s u l t sw i ub et h ef o u n d a t i o no ft h ef u r t h e rs t u d yo ft h e 2 mn - - - 取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 s y n t h e s i sa n db i o l o g i c a la c t i v i t yf o rs u g a re s t e rc o m p o u n d s k e y w o r d s ：p e r - a c e t y l a t e df l - g l u c o s y ln - ( n - a c e t y l - n - a r y l g l y c y l ) - n - a r y g l y c i n e se s t e r , p e r - a c e t y l a t e df l - g a l a c t o s y ln - ( n - a c e t y l - n - a r y l g l y c y l ) 一n - a r y g l y c i n e se s t e r , n 一心- a c e t y l - n - a r y l g l y c y l ) - n - a r y l g l y c i n e ，s y n t h e s i s ，c h a r a c t e r i z a t i o n ，b i o l o g i c a la c t i v i t y 3 m n - - - 取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论 文中除特别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过 的研究成果，其他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中 做了明确的声明并表示谢意。 学位论文作者签名： 。室塾 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 及学校有权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本文授权辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库并进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并 且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：蔓塾指导教师签名： 签名日期：乡呼乡月p m _ 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 第一章文献综述弟一早义陬琢尬 第一节寡糖化合物在药学中的研究进展 1 1 研究背景 糖类是自然界分布最广泛、储量最丰富的可再生资源之一，是极为重要的一 类天然化合物，与蛋白质、核酸合称为生命的三大基础物质。1 0 0 多年前，现代 有机合成奠基人之一的德国化学家f i s c h e r 利用当时极为有限的技术手段，测定 了一系列单糖化合物的立体构型，为糖化学奠定了重要的基础，并因这方面的贡 献获得了1 9 0 2 年的诺贝尔化学奖。但是比起同期起步的另外两类生物大分子一 蛋白质和核酸，糖化学领域的发展就相对落后了。这主要是两个原因造成的，第 一：由于生物体内的糖类化合物合成的特殊性，同时糖分子结构比蛋白质和核酸 要复杂许多，要解析一个天然糖分子的精细结构，对分离分析的手段要求很高； 第二：糖类化合物在复杂的生理过程中可以发挥灵活的调节作用，原先的生物学 手段不能描述在这样复杂系统中分子水平的反应情况，自然无法发现糖类化合物 在其中的调节作用，只能将糖类当做一种能量物质( 如葡萄糖、动物体内的糖原、 植物体内的淀粉等) 或结构物质( 如纤维素、几丁质、果胶等) i l 】进行研究，难 以深入。 在经历一个相对寂静的时期后，近年糖化学的研究又开始活跃起来。这正是 归功于前两个制约因素的解决：高效液相色谱( h p l c ) 和毛细管电泳( c e ) 在 糖类化合物分离中的应用和发展，以及质谱技术和二维、多维核磁技术的发展， 使得越来越多的天然糖类化合物被发现及解析；d n a 重组技术为揭示糖分子在 生理过程中提供了强有力的武器。近3 0 多年，特别是近1 0 年，随着分子生物 学特别是细胞生物学的发展，糖的许多生物学功能得到揭示，这彻底改变了人们 对糖的原有认识。人们发现，它不仅是人类赖以生存的食物和纺织品的主要成分， 而且在人体内部的各种生命活动中也起着十分重要的作用，比如细胞表面的寡糖 链在癌细胞转移、细胞粘附、细胞繁殖、细胞复制、异体器官排斥效应等许多至 关重要的生物过程起着十分重要的作用1 2 川。近2 0 年来逐步形成的糖生物学 ( g l y c o b i o l o g y ) 作为一门新学科正是研究这些内容的f 2 ，5 1 ，包括糖缀合物糖链的 结构、生物合成和生物学功能，其研究领域主要是糖化学、糖链生物合成、糖链 在复杂生物系统中的功能和糖链操作技术【5 1 。 糖生物学这一名词的提出是在1 9 8 8 年，牛津大学的生物学家d w e k 教授在 当年的a 1 i l 砌r e v i e wo f b i o c h e m i s t r y ) ) 中撰写了以“糖生物学 为题的综述， 这标志了糖生物学这一新分支学科的诞生【6 】。2 0 0 1 年3 月2 3 日出版的美国 ( s c i e n c e ) ) 杂志汇编了由7 篇综述和6 篇简介组成的“糖和糖生物学 专辑， 预示着长期以来被冷落了的糖类将再度在科学舞台上扮演重要的角色。著名的生 物学家a j i tv a r k i 指出：“在即将到来的后基因组学时代中，当人们越来越多地将 4 n - - - 耳x 代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 注意力集中到完整器官或生物体的发育和生理学的分子机制时，糖链的生物学功 能将会更加显而易见”。2 0 0 7 年的n a t u r e 杂志【7 圳，发表了糖化学和糖生物学 的专辑，对该领域的研究进行了回顾和展望“未来糖化学研究充满了机遇和挑战， 是充满各种未知科学发现的领域”。 糖生物学的研究表明，糖链几乎参与所有真核生物的每一个过程，它们的功 能是复杂而多样的。其一，糖蛋白中的糖链可以影响到蛋白质的折叠、半衰期、 溶解度、抗原性及生物活性等【l 叫；其二，分子之间通过糖缀合物的糖链与蛋白 质的相互作用介导细胞的专一性识别和调控生命过程。这可能是寡糖最重要的生 物功能，因为很多生理和病理过程的第一步就是细胞表面的糖链参与了细胞一细 胞、细胞一活性分子的相互作用。如糖类修饰的蛋白质和核酸对细胞的结构和功 能的调整作用、对肿瘤细胞、免疫响应的识别，保护细胞和机体等都涉及糖链的 参与。由于糖生物学的发展不断的揭示出糖在生命过程的重要作用，使得这些前 沿的发现极大的激发了学术界和制药业的兴趣【1 1 1 。其中糖类化合物被认为在抗 癌、抗炎、抗病毒、糖尿病治疗、免疫调节、免疫疫苗、器官移植等领域都有良 好的应用前景【1 2 1 。糖类药物“c a r b o h ) r d r a t ed r u g ”也已经开始成为一个新的研究 热点【1 3 】。此外，糖是人类生命过程中重要的信息载体，这是由于糖能以高度的 支链化形式以及糖苷异构体形式存在，其种类和连接方式非常复杂，能以最小的 结构单位承担最大的信息量，并且脱氧核糖核酸和核糖核酸又是携带遗传信息的 物质。正是由于其结构的复杂多样性，作为一种信息传导物质参与了很多重要的 生理和病理过程。如受精、着床、分化、发育、免疫、感染、癌变、衰老等过程 中都涉及糖链的参与，糖链在这些生命过程中起到特异性的识别和介导的作用。 长期以来，由于糖分子含有较多羟基和立体构型，因此寡糖链结构十分复杂，加 之研究手段的局限性，对糖的认识和研究远远滞后于蛋白质和核酸。目前糖生物 学研究中要解决的关键技术问题包括复杂糖链结构的分析和合成方法的建立 【l4 1 。在糖链的分析上需要建立高灵敏、快速的序列测定方法和构象研究的方法、 模型。近年来质谱研究的发展不仅促进了蛋白质组学的研究，也有力地推动了糖 类的结构分析。在合成上需要建立高效的寡糖合成方法，这方面有两大进展值得 一提，即一锅反应策略( o n e p o tr e a c t i o n s ) i l5 j 和聚合物支持的合成 ( p o l y m e r s u p p o r t e ds y n t h e s i s ) 技术【1 6 1 。糖链的化学结构分析和合成很难象核酸 和蛋白质那样完全靠化学方法解决，因此化学反应和酶反应相结合是发展趋势。 1 2 含有糖结构的化合物在医药及农药方面的应用 1 2 1 在药物学中的应用 人们对生命过程中糖的功能与特性的研究，必将导致所谓糖类药物 ( c a r b o h y d r a t ed r u g ) 的发展。以糖类为基础研制开发的抗炎药物和抗流感药物 是药物设计的两个经典范例【1 7 1 。正因为糖参与了生命的几乎全部过程，糖类药 m - 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 物对治疗各种疾病( 例如免疫系统疾病、癌症、感染性疾病、炎症等) 都显示了 巨大的前景。可以说，糖功能的每一个新发展都会马上引发一场药物研究的大竞 赛。 糖分子决定着两个相反的基本细胞操作过程，即保持自身正确的免疫防御系 统( 抗感染) 和细胞出现自身免疫疾病或癌变时，细胞表面的糖分子就改变其结 构和组成，出现异常的糖基化和细胞的异常代谢。研究还发现，细胞表面的某些 特定的寡糖是荷尔蒙、蛋白质、微生物、病毒、真菌、细菌的识别位点。例如流 感病毒血凝集素能特异性地识别唾液酸和与其相似的寡糖类型；而霍乱毒素能以 相当高的特异性与细胞表面上特殊的糖链顺序( g m l 神经节苷脂) 结合；一些 肠道致病菌正是因为能特异性地识别上皮细胞表面的寡糖链，黏附并结合于肠胃 表面，繁殖并且产生毒素，对人体产生危害。临床上可用这种寡糖减少致病菌的 定植数量，该方法已经用于治疗, b j l 腹泻等症状。 很长一段时间，人们仅仅认识到糖是生命的物质、能量基础，结构基础。但 是，随着分子生物学尤其是细胞生物学的飞速发展，人们认识到，糖类还具有相 当广泛的生物学功能。糖不仅以多糖和寡糖的游离形式直接参与生命过程，更主 要是以糖辍合物的形式( 糖作为苷元、其他分子作为配体形成的苷如糖蛋白、糖 肽以及糖脂等) 参与许多重要的生命活动。活性物质与糖形成苷，较容易透入细 胞内，根据糖分子性质不同，透入的速率有差别，因而产生选择性作用。此外， 还取决于生物学因素，如动物种属、膜的类型和靶器官等。例如杀疥癣药有机锡 化合物，三唑环锡( a z o c y l o t i n ) 和三环己锡( c y h e x a t i n ) 透入膜内的速率非常 慢，制成二糖苷后，提高了转运速率；抗癌药物亚硝脲类( n i t r o s o u r e a s ) 化合 物加入二糖( 麦芽糖) ，可增强向肿瘤细胞的转运，也增加了特异性；亚硝脲类 分子中由于含有二糖苷，提高了抗癌活性和治疗范围。这是由于引入麦芽糖基， 影响药代动力学过程，提高了有效性并降低了毒性。许多抗生素属于氨基糖甙类 化合物，例如链霉素、新霉素、卡那霉素、正定霉素和阿霉素等，氨基糖部分既 是促进转运的药动团，也是分子呈现抗菌或抗癌作用所必不可少的f l 8 】。 目前，还没一种公认的对糖类药物的分类方法，一种分类方法是按糖类要发 挥的功能不同而分为抗肿瘤药物，抗心血管病药物，抗菌、抗病毒药物等；也可 按糖类的结构与作用靶点分为以下3 种 ( 1 ) 由糖类或类似物构成的糖类的药物。过去常说的“糖药物 敌拜卡霉 素( 1 ) ，阿拜卡霉素( 2 ) ，主要是指这一类，例如：卡那霉素( 3 ) ，迪拜卡霉素( 1 ) ， 阿拜卡霉素( 2 ) ，托吡酯( 4 ) ，肝素五糖等。 6 ，m 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 r n h r 2 o s 0 2 n h 2 1 r i = h r 2 = h4 2r i = h ，r 2 = c o c h ( o h ) c h 2 c h 2 n h 2 3r i = o h ，r 2 = h ( 2 ) 被糖修饰的药物。修饰常用方法是进行糖苷化反应( 如多肽、生物碱 和抗生素的糖苷化) ，将其它药物进行结构改造和化学修饰等，如红霉素a ( 5 ) 、 林可霉素等( 6 ) 。 o m e o h m e m e 5 6 ( 3 ) 用于药物寻靶和药物运转的糖类化合物，如透明质酸( 7 ) 、羧甲基纤维 素( 8 ) 、壳寡糖( 9 ) 和环糊精等。 0 7 旨吝c 甜o o ho t 瞌剞o hln h 2jn ln h zj 8 9 由于糖类化合物在生物学上的重要意义决定了其在医学领域有广阔的应用 前景。现有的研究己表明：一些多糖分别或同时具有调节淋巴细胞、吞噬细胞、 白介素、抗体水平以增强免疫功能，具有抗肿瘤，抗感染，抗消化性溃疡，抗肾 病，降血糖、降血脂、抗血栓、抗辐射，抗毒物损伤、抗水肿、抗晕、祛痰镇咳， 诱导干扰素的产生，促进造血功能恢复以及促进蛋白质和核酸的生物合成等方面 的生物活性。因此多糖的应用市场十分广阔，目前研究较多的有甲壳质、壳聚糖、 透明质酸、香菇多糖、地衣多糖、肝素及卡拉胶等。目前使用的糖类化合物药物 已超过5 0 0 种，包括各种抗生素、核苷、多糖、糖脂等，几乎用于所有疾病的 治疗。但是，“糖类药物 概念却是在近年糖生物学( g l y c o b i o l o g y ) 成就的基 础上被认识的，它强调的是作用于糖的生物过程的药物分子。如拜尔公司治疗糖 尿病的阿卡波糖( 1 0 ) l l9 l 。 7 、_ij e - 、 叩n 2 ， ， 。一囟 c j oici丫 n ，( 、 2 、， ， 。一向 - 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 糖酯类化合物具有广泛的生理活性，在医药、农药及日用化工等方面都有十 分广泛的应用前景【4 引。但作为抗病毒剂的研究还鲜有文献报道，戴志群等合成 的一系列取代苯甲酸葡萄糖酯的衍生物，希望从中开发出具有抗病毒活性的新化 合物的类型。初步的生物活性实验表明，此类化合物具有弱的抗病毒活性。 中碳链脂肪酸单甘酯的乳化性不好，不能作为乳化剂使用，但是它对于维生 素类、杀菌剂、急速、抗生素、保存料、着色料等各种医药品化合物溶解度很高。 它具有将胆甾醇等高熔点化合物大量溶解的性质，因此可以作为胆甾醇类胆结石 的溶剂来利用，临床效果极佳。此外中碳链脂肪酸单甘酯对枯草菌、霉菌、革兰 氏阳性菌均有显著的抗菌效果。同时临床试验证明它可将直肠粘膜细胞的细胞膜 中的胆甾醇溶化，使细胞膜结构变化，对促进直肠吸收有较好的效果【4 9 ，5 0 l 。多 价不饱和脂类对人们健康非常有益，在药物工业方面应用潜力很大。3 多不饱 和脂肪酸( p u f a ) 如 r 亚麻酸，二十二碳六烯酸( d h a ) ，二十碳五烯酸( e p a ) 等多存在于深海冷水鱼肝油和月见草籽油等油中，具有防治心脑血管疾病、降低 糖尿病、高血压和癌症的发病率、增加免疫力和促进儿童神经发育的作用。但长 链p u f a 的吸收有一定困难，且d h a 和e p a 对消化道有一定的刺激作用。以天 然脂类化合物形式富集p u f a ，促进p u f a 的吸收具有应用意义。c a r d a n 等【5 l j 报道在脂肪酶的作用下，将富含p u f a 的鳕鱼肝油浓缩到甘酰酯中，可得到8 5 甘三酯( 含2 5 e p a 和4 5 d h a ) 。s h i m a d a 掣5 2 】将p u f a 富集于胆甾醇和磷脂 中，利用选择性脂肪酶将沙丁鱼油和自由脂肪酸中的e p a ，d h a 通过酯化反应富 集于胆固醇中。l e e 掣5 3 】利用1 ，3 a t e 置专一性脂肪酶，将e p a 整合到短链和中链 三甘酰中，催化生产富含p u f a 的结构化脂质。 糖酯在医药工业中的应用很广泛。糖酯具有很强的表面活性作用( 如乳化、 分散、增溶及润滑等特性) ，而且与药物配伍性能良好，可改善崩解性能，加快 释放速度，促使药物分散均匀，防止沉淀结晶，因而有利于制品加工，延长药物 保存时间。糖酯可作为一种医药助剂的辅料，可作为内服药的乳化剂、分散剂、 增溶剂、稳定剂和增稠剂以及乳膏的基料，而且也可作为片剂的崩解剂、粘合剂、 润滑剂以及激素类、消炎镇痛类、心血管类等药物的透皮吸收剂的贮藏材料。当 用于口服制剂时，能减少对胃肠道的刺激作用。由于它对皮肤和粘膜不产生刺激 作用，又不改变皮肤的p h 值，也适用于添加到栓剂和膏剂中。糖酯还可供静 脉注射用【m 5 引。 糖酯也是一类广泛存在于自然界的一类糖基化合物，同样具有很多功能性， 如高碳烷基糖酯类多具有表面活性剂的作用，天然的糖酯类化合物更是具有多种 活性。目前糖酯的相关报道多数是从天然的产物中分离后确证结构，例如邹坤p 6 ， 5 7 】等从金合欢皮中分离得到的八糖酯类化合物具有明显的抗癌作用，郑晓珂【5 8 】 等从石担草中分离得到苯乙醇糖酯类化合物，经活性测定具有较好的抗病毒的作 m - 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 用。廖循【5 9 】等从卵叶银莲花全草中分离得到了一类新三萜糖酯类化合物。田晶【6 0 】 等从夏枯草中分离得到一种萜类化合物。h i d e y u k i 6 1j 等从一种海中微生物分离提 纯得到了共轭烯烃的糖酯。天然产物中的烯萜类【6 2 ，6 3 1 ，三萜类【删的化合物还有 很多。 2 2 食品方面 糖酯是一类非离子型乳化剂，由于具有无毒、易生物降解及良好的表面活性， 被广泛用于食品、医药和化妆品等行业，是联合国粮农组织推荐使用的食品添加 剂。糖酯来源较广泛，应用面广，安全性高，因此特别适合用作食品乳化剂。又 由于糖酯有良好的杀菌作用，它还可以用于食品保鲜，作为微生物抑制剂1 6 引。 脂肪酸单甘油酯和糖酯，具有良好的表面活性，在食品业中的应用是多方面 的：( 1 ) 乳化作用，糖酯既可用作水包油型乳化剂，又可作为油包水型乳化剂 6 6 ，6 7 j 。如用于冰淇淋生产，可使制品成型稳定，风味独特。作为乳化稳定剂， 可均匀分散稳定制品的各组份，使制品外观光滑完整，如用于果糖加工，可提高 糖的乳化性能。( 2 ) 控制结晶【6 引，糖酯有促进结晶和控制结晶的双重作用，在 巧克力生产中，既可防结晶生长，又能预防表面起“霜 。单甘酯与油脂相互作 用，能促进其晶型的生成，具有改良塑性油脂的延展性、酪化性及吸水性的作用 以及防止加热过程中飞溅等特点，已用于人造奶油、起酥油、蛋黄酱、调味料及 其他专用油脂的生产。( 3 ) 对淀粉的络合作用，糖酯用于面包、糕点等的生产， 可强化面团，可使制品膨松、柔软，还有抗氧化防霉作用，防止面粉老化 6 9 - 7 1 1 。 单甘酯与淀粉成复合剂时形成一个螺旋状结构，在螺旋状结构内表面形成亲油中 心，极性羟基在螺旋外部，单甘酯及其他表面活性剂物质长链插入螺旋内孔形成 不可逆转化的复合物，从而抑制了淀粉的老化。单甘酯与面筋蛋白相互作用可形 成蛋白质一类脂一蛋白质和淀粉一类脂一蛋白质的对称类型的复合体，从而增强 了面筋品质，同时还是乳酸单甘酯、柠檬酸单甘酯、琥珀酸单甘酯、二乙酰单甘 酯等系列乳化剂的母体【7 2 。5 1 。( 4 ) 果品保鲜【7 6 1 ，将果品在糖酯溶液中浸泡，凉 干，在果品表面会形成薄膜，防止过多的水份蒸发，起到保鲜作用。( 5 ) 杀菌 作用，糖酯用于肉制品及禽蛋食品，其杀菌作用可延长制品的储存稳定性。( 6 ) 降低胆固醇r ”】，高胆固醇类食品加入糖酯，食品中的胆固醇会与糖酯结合，不 为人体吸收，而排出体外。可以用来开发医疗保健食品。 2 3 日用化妆品行业 近年来，经济的迅速增长，生活方式的改变，尤其受到“回归自然”和“健 康”热潮的影响，消费者要求化妆品具有实用、安全、营养、美容等综合效果。 生物制品开始渗入化妆品行业。糖酯具有极高的安全性，且具有良好的乳化、分 散、增溶等性能，能使油脂、药物成份及化妆品其它成份分散稳定，因此特别适 宜作眼部、面部化妆品乳化剂和乳化稳定剂，也常用于洗发、护发制品、唇膏等 1 4 m - 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 化妆品及日化制品。此外，以蔗糖酯为主要成份生产的化妆品，可在皮肤表面形 成多孔的类脂藻膜，以保持皮肤水份，滋润护养皮肤，是皮肤优良的润滑剂和保 湿成份。糖酯还可防止油脂原料的分层变质，延长制品的货架寿命和使用期限 【7 8 】。维生素a 及其衍生物广泛用于化妆品、护肤产品和食品、饲料的营养强化。 但v a 非常不稳定( 很容易被空气氧化或由于紫外线失活) ，而且v a 对于皮肤 刺激性强。通过把v a 转化为v a 酯稳定化可以减少光致降解和刺激。可以用 多种化学方法合成视黄醇酯，但产量较低，且最终产物中有化学残留。在有机溶 剂中用酶催化的生物学方法来生产视黄醇酯【_ 7 9 1 ，能有效地进行区域选择性和对 映体选择性的酯化或转酯化。 随着年龄的增大和皮肤不断经受日光照晒，肌肤表皮厚度减少，构成真皮的 纤维细胞变小，能保持水分的角质层大量脱落，导致皮肤干燥、粗糙、起皱、无 光泽及弹性下降。全反式维甲酸四乙酸葡萄糖酯作为外用药，具有抗皮肤老化、 抗皱等生理作用，具体表现为：表皮乳头明显增生，表皮增厚，血管内皮细胞明 显增生等。较全反式维甲酸对皮肤刺激性有所降低，其活性一样【8 0 1 。 2 4 化工和其他行业 脂肪酸单甘油酯在高分子合成领域可用作合成塑料的抗静电剂。蔗糖酯【5 4 l 在纺织工业，可以用作匀染剂、抗静电剂来增加纺织物的润湿性和柔软性。在合 成纤维上可以做合纤助剂。在合成橡胶、塑料行业，可以做生产聚氨酯等反应用 的乳化剂、塑料的无毒稳定剂、增塑剂及改性添加剂，在石油工业中作泥浆抑制 剂与灌注点降低剂，用于石油开采等。生物柴油是一类以天然植物油为原料制成 的脂肪酸单酯，具有环保清洁、可再生、安全性好等优点。用生物酶催化法合成 生物柴油【8 1 ，8 2 】，不仅既可以催化精炼动植物油，同时可以催化酸值较高且有一 定水分含量的餐饮废油，具有反应条件温和，副产品分离工艺简单，废水少，设 备要求低等优点。 2 5 合成方法 目前，合成糖酯类化合物主要采用的方法有1 8 3 】：e f i s c h e r 法、银盐法、酰 氯法、引入离去基团法、k e o n i g k n o r r 反应法、均相法、相转移催化法 8 4 1 。但 是各种方法各有利弊，酰卤法需将酸酰卤化，且生成物是a 和异构体的混合物； 银盐法和k e o n i g k n o r r 法都需要昂贵的银化合物，且需在无水条件下进行；即 使改进的k e o n i g k n o r r 法也需使用有毒的汞化合物；引入离去基团法需用三氟 乙酸、三氟乙酸酐和三氟磺酸将糖环上乙酰基交换。综合以上因素，本文选择相 转移催化法，合成一系列新的n - ( n - r _ _ , 酰基- - 芳氨基乙酰基) - - 芳氨基乙酸四乙 酰夕葡萄糖酯和- ( - 乙酰基- 芳氨基乙酰基) - - 芳氨基乙酸四乙酰夕半乳 糖酯，采用的相转移催化合成方法具有操作简单，产物容易提纯，且产率较高， 反应立体选择性强等优点，所合成的产物均为伊型异构体糖酯。 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 第三节肽类化合物的生物活性研究 3 1 肽的结构 所谓的肽( p e p t i d e ) 即是蛋白质的结构片段，是氨基酸的有机合成物，也是 蛋白质的水解产物( p r o t e i nh y d r o l y s a t e ) 。两个氨基酸通过肽键( - c o n h 一) 连 接成二肽，三个氨基酸通过肽键连接成三肽，而多个氨基酸通过肽键连接成的肽 叫多肽。一般把2 1 0 个氨基酸残基组成的肽叫寡肽( o l i g o p e p t i d e ，o p ) 。因为 肽的分子相对于蛋白质分子小得多，但生物活性非常高，少量的肽就能发挥非常 重要的作用，所以称为活性肽( a c t i v e p e p t i d e s ) 。 3 2 肽的生物学作用 早在2 0 世纪初，e m i lf i s h e r 就预言有机化学和生物化学研究在不远的将来将 转向肽和蛋白质的研究。到2 0 世纪4 0 年代人们才关注肽和蛋白质的研究，随着分 析方法的灵敏度不断提高和分离技术的不断发展，人们对肽的研究进入了一个新 时代，肽类在生命进程中的重要而广泛的作用才逐渐被人们所认识，开始知道肽 可以被动物直接吸收利用，研究合成多种具有生物活性的肽并应用到生产和生活 当中。 肽在生物体内有重要的作用。参与体内多种代谢及调节活动。参与神经传导 的具有信号传导作用的神经肽，如脑啡肽、内啡肽、p 物质等，能调节人的情绪、 呼吸、脉搏、体温等；调节体内代谢的激素，如加压素、催产素、促甲状腺激素 释放激素等。增强机体免疫力在动物机体内起免疫调节作用的免疫活性肽，能刺 激机体淋巴细胞的增殖和增强巨噬细胞的吞噬能力提高机体对外界病原物的抵 抗能力。保护细胞膜免遭氧化破坏的抗氧化肽，如肌肽、鹅肌肽、蛇肉肽等，能 够清除自由基、与脂类过氧化物反应等方式保护细胞膜免破坏。它们可以作为激 素、酶抑制剂、酶作用物、生长促进剂、免疫剂以及抗生素等，并且肽类化合物 对细胞及核酸具有很好的亲和性，将肽链骨架引入到药物如抗癌药物的分子中， 有利于药物到达细胞组织内而使之更有效地发挥作用，促使许多化学工作者设 计并合成了含肽类化合物的新药。 由于许多肽基蛋白质在生命过程中的突出重要性，有关的科技领域如药物化 学、分子免疫学、动物学、农业及食品工业的发展均需要大量各种结构的肽类似 物，以便进行结构和活性关系的研究【8 5 1 。近年来，寻找新颖的化学结构，设计 开发具有独特作用方式及良好环境兼容性的新药一直是化学工作者极其感兴趣 的研究课题。而功能活性肽的研究已成为国际生命科学研究的热点。例如，在全 球s a r s 病毒肆虐之时，中国科学院微生物研究所和武汉大学联合研制出可以阻 断s a r s 病毒侵入人体细胞，具有预防和治疗两种功效的多肽药物1 8 6 1 。 2 0 世纪9 0 年代开始，寡肽及其相关营养品的开发研究备受重视。活性肽具有 特殊的空间构象，它们对于靶器官上的受体分子有专一的识别过程，多肽分子结 1 6 ，_ 二取代甘氨酸四乙酰基葡萄糖酯与半乳糖酯的合成、表征及其生物活性研究 构的复杂性又可能使它对不同的靶细胞具有不同的选择性。关于活性肽对人体的 作用，人们经研究发现，由于活性肽分子量小，具有良好的溶解性，在受热或在 酸碱离子浓度的条件下，有抗凝作用，稳定性好，即使在高浓度条件下，仍有较 好的流动性，并具有较强的吸湿性。因此，直接补充肽可加速体内氨基酸的吸收 过程、提高机体对氮的利用率，提供人体生长、发育所需要的营养物质。同时， 有些寡肽的氨基酸序列与体内某些生理活性调节物类似，而直接参与机体生理活 动的调节，或者具有刺激肠道受体激素或酶的分泌而对人体发挥许多非常重要的 生理作用。如调节血压、抵抗自由基、提高免疫力、缓解疲劳、延缓衰老以及防 治高血脂等，这是原食品蛋白或其它氨基酸所不具备的【8 7 】。 血管紧张素转化酶( a n g i o t e n s i n c o n v e a i n ge n z y m e ，a c e ) 是人体内广泛分布 的锌金属肽酶，能够催化血管紧张素i ( a n g i o t e n s i ni ，a n gi ) 转化成为血管紧 张素i i ( a n g i o t e n s i ni i ，a n gi i ) 。a n gi i 是肾素一血管紧张素一醛固酮系统( r a a s ) 的主要活性物质，具有血管收缩作用，可增加心室后负荷。r a a s