（应用化学专业论文）糖苷衍生物的合成及烷基糖苷的合成与工艺研究.pdf

摘要 y l ：7 b 3 0 7 s 本论文研究了一系列的糖苷衍生物的合成方法，并对烷基糖苷的合成 与工艺条件进行了探索。 在糖苷衍生物的合成研究中，合成了酰基、亚苄基、硝基亚苄基保护 的三个系列的十六种化合物，讨论了反应条件对系列化合物合成影响，并 对部分反应的反应机理进行了探讨。对所合成的化合物，特别是其中两个 未见文献报道的新化合物，利用红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析等 进行了结构表征。 在二步法合成烷基糖苷工艺条件的研究中，通过实验以及数据分析确 定了合成中各步骤的工艺条件及操作方法，并对产品的性能进行了测试。 ( 实验结果表明：( 1 ) 正丁苷的形成一步的适宜条件为：回流温度为l1 0 c 、 时间为3 h 、催化剂用量15 m l ；( 2 ) 蒸馏十二醇时，实验所选三种蒸馏方法 中，在蒸馏前加入携带剂的方法可以使终产品中十二醇的含量最低，另外， 十二醇的蒸馏还受p h 值、真空度、温度、搅拌速度等因素的影响；( 3 ) 用 h 2 0 ：脱色的最佳条件为：h 2 0 2 用量为a p g 溶液质量的5 ，温度在8 0 - 8 5 之间，搅拌时间为2 h ；( 4 ) 从a p g 产品的性能测定来看，a p g 能有效 地降低溶液的表面张力，且具有良好的配伍性能；( 5 ) 用固体酸t i o j s o 。z _ 作催化剂可望成为合成烷基糖苷的一种新方法。p 7 r 关键词：糖苷衍生物基团保护表面活性剂烷基糖苷合成 s y n t h e s i so f s o m e g i u c o p y r a n o s i d e d e r i v a t i v e sa n d a l k y l p o i y g i u c o s i d e ( a p g ) sp r e p a r a t i o n a n dp r o d u c t i o np r o c e s s a b s t r a c t t h i sp a p e ri n c l u d e st w op a r t s ，o n ei st h es y n t h e s i so fs o m eg l u c o p y r a n o s i d e d e r i v a t i v e s ，t h eo t h e r i st h es t u d yo fp r e p a r a t i o na n dp r o d u c t i o np r o c e s so f a l k y l p o l y g l u c o s i d e ( a p g ) i nt h ef i r s t p a r t ，s i x t e e ng l u c o p y r a n o s i d e d e r i v a t i v e sw e r es y m h e s i z e d ， i n c l u d i n g t h r e es e r i e so f s u b s t a n c e s p r o t e c t e dr e s p e c t i v e l y b ya c e t o x y ， b e n z y l i d e n ea n dn i t r o b e n z y l i d e n e t h ee f f e c t so f v a r i o u sc o n d i t i o n st or e a c t i o n w e t es t u d i e ds o m eo fr e a c t i o nm e c h a n i s m sw e r ed i s c u s s e d t h ep r o d u c t s ， e s p e c i a l l yt w on e w s u b s t a n c e st h a th a v e n tb e e ns e e nr e p o r t e d ，w e r ec o n f i r m e d b y1 r 、m s 、1 h - n m r a n d ”c - n m r t h e t w o s t a g ep r e p a r a t i o na n dp r o d u c t i o np r o c e s so f a p gw a sd e s c r i b e di n t h es e c o n d p a r tt h r o u g he x p e r i e n c e s a n d a n a l y s i s o fd a t at h e o p t i m u m p r o d u c t i o n c o n d i t i o n sa n do p e r a t i o n sw e r ee s t a b l i s h e ds o m ep r o p e r t i e s o f p r o d u c tw e r e d e t e c t e di tw a ss h o w nt h a t ：( 1 ) t h es u i t a b l ec o n d i t i o n so ff o r m a t i o n o fb u t y l 强- d - g l u c o p y r a n o s i d ew e r eo b t a i n e d ：r e f l u x i n gt e m p e r a t u r e = i i o4 c ， r e a c t i o nt i m e = 3 h ，t h ev o l u m eo fc a t a l y s t = 2 m l ；( 2 ) r e m o v a lo f d o d e c a n o li n p r e s e n c e o fv i s c o s i t y - r e d u c i n g a g e n t s i s w o r k a b l e ；( 3 ) t h ep r o d u c t c a nb e e f f e c t i v e l yd e c o l o r i z e du n d e rf o l l o w i n gc o n d i t i o n s ：w e i g h tr a t i oo fh 2 0 2 t oa p g s o l u t i o ni = 5 ，t e m p e r a t u r e = 8 0 - 8 5 c ，s t i r r i n gt i m e = 2 h ；( 4 ) a p gp r e s e n t sg o o d p e r f o r m a n c e sa s ak i n do fs u g a r - b a s e ds u r f a c t a n t s ( 5 ) i tw i l lb ean e wg o o d m e t h o dt os y n t h e s i z ea p g b yu s i n gs o l i da c i dt i 0 2 s 0 4 2 a sc a t a l y s t k e yw o r d ：g l u c o p y r a n o s i d e d e r i v a t i v e s ，g r o u pp r o t e c t i o n ，s u r f a c t a n t ， a j k y l p o l y g l u c o s i d e s y n t h e s i s 1 前言 碳水化合物是一类重要的天然产物，广泛应用于化学、食品、药物、织 物、纸浆等工业领域。尽管如此，据统计全球也仅有5 的碳水化合物被真 正利用。随着全球煤、石油、天然气的日益耗竭，碳水化合物作为种可再 生性资源有望成为解决人类能源危机的能源之一，在全球人口迅猛增长的情况 下，保证人类健康，合理利用有限的自然资源，减轻全球生态系统的负担。如 淀粉工业，它遵循了可持续发展的战略，对解决生态问题起着重要的作用【2 l 。 碳水化合物是最具吸引力的可再生性资源，从它可得到许多重要化合物。 糖类衍生物的发展尤其迅速，它包括自然界中已存在的各种有用物质的分离和 提纯，新药物的合成，以及各种可生物降解的新型材料的开发等。 近5 0 年，许多基于碳水化合物的药物逐渐渗透到世界市场中，一些疾病 因它们而得到了有效控制。例如从不同植物和海洋生物中分离出的皂角苷具有 许多生物活性，在补药、抗风湿病、预防慢性支气管炎、低血压等疾病方面很 有疗效。研究学者们初步发现这类苷的生物活性很大程度上取决于糖环部分的 结构。从不同植物中提取的皂角苷分子中具有同样的糖环结构，如q l 鼠李毗 喃基( 1 4 ) - p - d 葡糖基- ( 1 寸6 ) - d 吡喃葡萄糖，该类三糖可以从3 0 种不同草药 中的皂角苷中获得。【3 】苯丙素苷( p h e n y l p r o p a n o i dg l y c o s i d e s ，简称p p g ) 也 是一类具有药理功能的天然糖苷，广泛应用于医药行业。苯丙素苷类化合物主 要存在于马鞭草科h l 、唇形科【6 柏】、玄参科i ”、列当科、苦苣苔科、木犀科 和紫蒇科l 植物中。这类植物分布于全球各地，中国马先蒿系玄参科马先蒿属 植物，为我国所特有，在我国西北称之为“土人参”，可用于治疗虚弱、衰竭、 盗汗、遗精、衰老等症，具有活血、健脾胃、安神益气等功效。p p g 还具有 抗病毒、抗血小板凝集及抑制白三烯b 4 合成等作用。 1 2 1 近年来，p p g 的抗肿 瘤活性方面的研究已经取得一些进展，据研究，i i 3 1 4 1 5 i p p g 的结构对其抗肿瘤 l 南京理工大学硕士学位论文 性以及抗氧化能力有极大的影响。 除了药物方面的发展外，各种基于碳水化合物的新型材料也相继被研究和 开发。如烷基糖苷( a p g ) 是以天然脂肪醇和葡萄糖为原料制得的种新型非 离子表面活性剂。它不仅具有传统的表面活性剂的表面张力低、泡沫丰富细腻 而稳定、去污优良、配伍性能好等优点，而且它不含氯乙酸、环氧乙烷和亚硝 胺等有害处物，生物降解快而彻底，与皮肤相容性好，不刺激眼睛，对人体安 全，对环境无害，可称得上是“绿色”表面活性剂。作为一种得自可再生资源 的a p g ，由于有其独特性能，且顺应“回归大自然”的潮流，已引起了人们 的广泛重视。最近它已被列为我国非离子表酝活性剂第七大类新品种。专家们 预言，a p g 将成为今后表面活性剂市场可能出现的第一个真正的新型表面活 性剂。 1 6 a 7 总之，随着人类对生存环境的日益关注，产品对环境的相容性变得越来越 重要，由淀粉、单糖、纤维素以及植物油等可再生性资源得到的产品有较好的 生态学和毒理学数据，越来越受到人们的青睐，有关它们的研究也日益增多。 1 1 糖苷衍生物的合成 虽然自然界中存在着各种具有药理功能的化合物，但却是有限的，有的是 极稀有和珍贵的，因此它们的利用有着很多限制。许多科研者们希望通过对这 类化合物的结构以及生物活性的研究，能开发一类能替代它们的相关化合物， 于是有关糖类衍生物的合成研究越来越受广大学者关注。本文就是基于此研究 了些糖苷衍生物的合成，对糖环上不同部位羟基的保护方法作了一些探讨。 糖苷衍生物的合成方法千变万化，没有公式可循，许多物质的合成必须用 特定的方法。由于单糖上许多羟基的存在，尽管它们活性不同，但也给合成带 来了许多困难和周折。羟基的保护与脱保护是有关糖的物质合成的关键。 在以单糖为原料合成有关糖衍生物时，为了使其中一个羟基转变成另一个 基团时，其它官能团保持不变，必须采取一定的手段。其中，一种方法是采用 高选择性的试剂，另一种方法则是先将不希望发生反应的官能团保护起来，待 一2 一 南京理工大学硕士学位论文 反应完成后，再复原。保护基的选择是多种多样的，一个合适的保护基应该是 容易生成，而又容易复原，在后续反应中稳定，复原时不会影响其他基团。羟 基的保护主要利用生成醚化、酯化和缩醛或缩酮法。根据被保护羟基的不同以 及将要接上的官能团的不同，要采用不同的保护方法。以下介绍了一些常用的 处于不同位置羟基保护方法的实例。 1 1 1 苷化法 d 葡萄糖的异端羟基也就是l 位羟基是五个羟基中最活泼的，在多步合 成中常常第步就要保护起来。它的保护一般采用苷化法，在酸性介质下与脂 肪醇缩合脱水而成。烯丙基广泛应用于保护糖环上的羟基，如反应式11 1l 所示，烯丙基比较稳定，在脱除其他保护基时基本不受影响，又可采用特殊的 试剂脱除，因而在寡糖合成中应用较广。【1 8 】 “、“、 耸”考卜在 反应式11l l 1 1 2 缩酮法 可用亚异丙基将1 ，2 ，3 ，4 ；5 , 6 位羟基两两一起保护，如传统制阿洛糖的方 法中就用到此法。 1 9 1 先将葡萄糖与丙酮缩合得到1 ：2 ，5 ：6 一二氧一a d 一呋喃葡萄 糖后，用四氧化钌氧化3 羟基成羰基，再用氢化铝锂还原，经酸性水解除去 亚异丙基便可得d 阿洛糖。如反应式1l21 。 o - g l w c h l k o l ) 口b 增弧詈 反应式1121 1 1 3 缩醛法 亚苄基常用于保护糖环上的4 , 6 位羟基，在阿洛糖以及具有生物活性的苯 南京理工大学硕士学位论文 丙素苷类化合物的合成中会用到此方法。甲醛与a d 葡萄糖苷在氯化锌为催 化剂的条件下发生缩合，即可得4 , 6 一氧亚苄基a d 帆e 喃葡萄糖苷，如反应式 ll3l 。 1 8 , 2 0 r 2 c h 3 ，c h 2 - c h c h 2 反应式1131 1 1 4 酯化法 这是种常用的保护羟基的方法。过量的酸酐与需要保护的物质在吡啶溶 液中进行酯化反应，将羟基上的氢取代为乙酰基，如下所示反应11 4l 。f 2 1 j + 2 d 叩函屺“ r = o ，p - o h 反应式11 4 l 五乙酰基葡萄糖常用于一些具有生物活性物质的合成研究中，以中间体的 形式出现。如在对组织胺抑制作用的研究中，用到反应式l1 42 。1 2 2 舢套o 会a 。o a c + 皇冬o n r ：( c h 2 ) n c 屿 n 。1 ，3 ，7 ，9 ，1 1 反应式1 ，l4 2 这种方法主要用于保护合成终产品中仍需复原的羟基，一般要贯穿整个合 成路线过程中，因为合成过程中，乙酰基比亚苄基等其它保护基稳定，最后复 原时也较简单。在糖衍生物的合成中经常用到这种方法。 1 1 5 综合法 保护羟基的方法多种多样，以上是合成糖衍生物常用的方法。要合成一个 目标化合物，通常要用到许多种基团保护，根据它们所能保护的羟基的位置以 4 一 泐 筑 碡 囝 南京理工人学硕士学位论文 及在反应介质中的稳定性，可用于合成过程的各个阶段。反应式1 15l 是苯 丙素苷的合成路线，在它的合成中用到苷化法、缩醛法、酯化法，几乎用到所 有羟基的保护方法，乙酰基的保护贯穿于整个合成路线中。【2 0 】 “戳“一”虢0 0 一一。 。h o 叩一k 2 c 0 3 n a 轸吼“书叩 反应式l15l 经不同保护方式合成的各种中间体在许多具有药理和生理功能的药物合成 中起着重要的作用，对这些中间体的合成研究也很有意义。本论文第一部分研 茅 一 南京理工丈学硕士学位论文 究了系列糖苷衍生物的合成，通过用不同的保护基团对糖环的不同位置的羟 基进行保护，合成了系列化合物，对它们的合成反应进行了讨论，探讨了部分 反应的反应机理。 1 2 烷基糖苷 烷基糖苷( a p g ) 是种糖类非离子表面活性剂，它不仅表面活性高， 去污能力强，配伍性能好，还具有无毒、无刺激性、生物降解迅速等独特的性 能。有关它的研究正日益引起人们的重视。 1 2 1 烷基糖苷的结构 烷基糖苷可用缩醛的结构表示( 如图l2l 1 ) r c t m 饱和直链烷基： n ：聚合度 图1 2 1 1 由于合成的烷基糖苷是不同碳链长度的烷基糖苷的混合物，且聚合度也不 同，一般在l1 至3 之间，习惯把这类混合物叫烷基多苷，以“a p g ”表示，烷 基糖苷是一定长度范围内的糖苷低聚物，其平均聚合度为l4 、16 和18 三类， 根据平均碳链长度和糖聚合度的不同，商品烷基糖苷分为多种。 1 2 2 烷基糖苷的物理化学性质和应用 ( 1 ) h l b 值 2 3 , 2 4 1 根据经验，h l b 值在l o 1 4 之间作为洗涤剂，由表1221 可见，a p g 适 合用作洗涤剂和清洗剂。 表122l烷基糖苷h l b 值 南京理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 表面张力 表l222a p g 与其它表面活性剂的比较 al 代表低聚度：bh 代表高聚度 由表l222 可看出，a p g 的c m c 值及表面张力与另三种表面活性剂相 近，但界面张力却低得多。一般地，随着烷基碳链的增长，a p g 表面张力明 显降低，c m c 值也随之降低，说明其活性显著提高。根据这一点可以制备不 同碳链长度的a p g 以满足不同的需求。 ( 3 ) 起泡性能【1 懈2 6 i 苷类表面活性剂泡沫的显著特点是细腻稳定，其起泡力随分子中葡萄糖单 元数增加而降低。烷基链长度为1 03 的烷基糖苷的泡沫最高。 快速崩溃的脂肪醇硫酸盐泡沫添加少量a p g 即能使泡沫稳定至很大程 度。在软水中a p g 的发泡性比烷基一氧化物好，但它的泡沫比起通常的非离 子表面活性剂来更大地受水硬度的影响。 ( 4 ) 溶解性能1 1 7 2 3 “1 烷基糖苷以多羟基醇为亲水基团，没有浊点和凝胶范围，因而它可作高温 型非离子表面活性剂。a p g 可在高浓度的其它组分和浓电解质的溶液中溶解 并形成稳定的表面活性剂溶液，能在浓碱液和酸溶液中溶解并具有稳定浓度， 仍保持较小的表面张力，而a e o 类表面活性剂则不溶于碱液，在1 0 的n a o h 的溶液中分为两相。 由于在工业清洗时会产生泡沫，洗涤剂中含有例如封端脂肪醇乙氧基化物 南京理工大学硕士学位论文 抗泡剂，这类非离子型抗泡剂和c , _ l o - a p g 能与5 0 n a o h 一起配成具有高抗 泡性的溶剂，糖苷类化合物的溶解性和溶剂性质使之可配制不需漂洗、所需溶 剂量较当前同类产品更少的硬表面清洗剂，且洗后不留残迹。所以糖苷非常适 于配制餐具洗涤剂等。 ( 5 ) 刺激性， 从表l2 22 可看出，a p g 的刺激性最小。人体用洗涤剂主要是洗发香波 和浴液，人们越来越要求其有优越的性能。以a p g 为基剂制成新一代的香波 和浴液起泡力大，泡沫细腻，对皮肤有柔软作用，对眼睛无刺激，对头发具有 良好的调理和护养作用，深受人们喜爱。 ( 6 ) 配伍性能2 7 1 a p g 可单独使用，也可以复配使用，并具有较好的协同效应和较强的洗 涤力。两个相同浓度的表面活性剂，加入a p g 的性能会大大提高，可以节省 约2 0 的用景。据统计，西欧每年要消费2 9 0 0 0 0 吨的表面活性剂，若用含a p g 配方的产品替代，可以降低1 5 的用量，这样就避免了4 4 ，0 0 0 吨的有机废物 流入大自然。 ( 7 ) 吸湿性和粘度【2 6 i a p g 的粘度取决于烷基碳链的长度，碳链越长粘度越大。另外它还受温 度和浓度的影响。a p g 的粘度随着温度的升高迅速下降，随着浓度的升高而 升高。因此可通过粘度控制来配制各种产品，如c 。4 - a p g 作为增稠剂来调节 高粘度表面活性剂。在清洗垂直表面时，用低粘度碱性液往往接触时间短，采 用a p g 配成的高碱性液体清洗剂，通过形成稳定泡沫和高粘度凝胶使接触时 间延长。 糖苷是吸湿性固体，且性质温和，可用作多种化妆品，如吸湿剂、保湿剂、 润湿剂、润肤剂等，还可用作农药乳化剂，并可调节土壤湿度，对除草剂、杀 虫剂和杀菌剂有增效作用。 ( 8 ) 生物降解和毒性f 2 3 i r 一 南京理工大学硕士学位论文 表1222 中a p g 的降解代谢能力最强，最终能完全降解。a p g 对几种 代表性生物的急性和慢性毒性实验结果证实，a p g 的生态毒性极低，属于基 本无毒或低毒产品。a p g 还具有很强的抗菌性。 以上几点说明了a p g 的性能和相关应用。由于a p g 的不同产品性能不， 还有许多其他功能，如它可用作破乳剂、分散剂、防尘剂，还可与其它表面活 性剂进行配方设计出具有特色各异的洗涤剂等。m 1 1 2 3 烷基糖苷的合成及工业生产 a p g 的合成有以下几种方法： ( 1 ) 直接苷化法 1 6 , 2 9 1 此法亦称为一步法，反应模式如下： 单糖+ r o h 旦- a p g 由于葡萄糖不溶于脂肪醇，因此要不断剧烈搅拌或用溶剂将糖溶解后再与 醇反应，用酸作催化剂。过量的脂肪醇通过蒸馏蒸出，循环使用，催化剂用碱 中和。得到的产物是一种成分复杂的混合物。h e n k e l 公司采用这种方法建成 世界上第一套现代化的烷基糖苷生产装置。 ( 2 ) 转糖苷法f 2 9 驯 此法也称为二步法，反应模式如下： r i o h + 糖上i + a p g l 旦a p g 2 + r o h r 2 0 h 反应所用催化剂一般为无机酸或有机酸等。葡萄糖具有亲水性，长链脂肪 醇具有亲油性，可将具有双亲性的烷基糖苷部分循环，增加反应物的互溶性， 使收率提高。 ( 3 ) 卤化法【1 t 冽 此法用卤衍生物来合成，糖的异端羟基被卤素( f 、c i 、b r ) 取代后，在 促进剂下与醇反应成苷。早在1 8 7 9 年m a c h a e l 等人用氯化物合成了a p g 。 k o e n i n g s k n o r r 法用的是溴化物，该法始于1 9 0 1 年，是早期合成烷基糖苷的 一9 南京理工大学硕士学位论文 主要方法，这种方法反应复杂、产率不高，加之催化剂昂贵等，后来逐渐被淘 汰。 ( 4 ) 原酯法【1 6 1 该法以硝基甲烷为介质，以溴化汞作催化剂，从业已合成的全乙酰化糖原 乙酸酯与脂肪醇来合成烷基糖苷。 ( 5 ) 酶催化法 1 6 , 3 0 】 酶催化法可分为直接苷化法和转糖苷法两类，只是催化剂不同，因而操作 条件不同。酶催化法有许多优点，如工艺简单、反应条件温和、时间短等。可 望为烷基糖苷的工业化生产开辟新的途径。 1 2 4 工业化生产潮御1 人们对糖苷这类表面活性剂的认识已有百多年的历史，但其工业化规模 生产还是近十几年的事。实现工业化的合成方法主要有以下两种： ( 1 ) 精制淀粉翌骂磐低a p g 型驾粗a p gj 虬a p g 低碳醇高碳醇。 ( 2 ) 单糖骂器籼g 生a p g h e n k e l 公司采用第二种方法生产出高品质的烷基糖苷。该公司以天然脂 肪醇或合成醇和单糖为原料，经预处理后与催化剂一同进入反应器进行催化糖 苷化反应。当所有的糖被完全苷化后，反应液进入多相反应器继续反应并与催 化相分离。剩下的反应液经高真空精馏分出未反应的脂肪醇，得到粗a p g 。 未反应的脂肪醇循环使用，粗a p g 经过进一步精制和商品化处理得商品a p g 。 种适合用于工业规模的合成工艺必须满足适用、经济、生态重视等准则。 我国烷基糖苷的工业生产刚处于中试阶段，大规模的生产装置面临着许多问 题，如反应的选择性差、醇的回收难、产品得率低等，这些还有待进一步解决。 烷基糖苷作为新一代表面活性剂，由于其固有的优越性而日益受人们的重 视。我国是农业大国，淀粉资源丰富，加之其广泛的用途、优越的性能，市场 一1 0 南京理工大学硕士学位论文 前景十分乐观。本论文的第二部分工作就是建立在此基础上的，对烷基糖苷的 合成工艺条件进行研究。a p g 的合成路线主要有缩醛化反应、蒸馏脱醇和漂 白三步构成，其中每一步的工艺技术水平都直接影响着a p g 的质量，本文围 绕这三方面进行了探讨，为工业合成a p g 提供了理论和实验依据。 南京理工大学硕士学位论文 2 糖苷衍生物的合成与表征 2 1 实验原料和仪器 2 1 1 原料与试剂 所用试剂无特殊说明外均为化学纯，蒸馏水自制，正十二十四醇为工业 纯，固体酸t i o ，s 0 4 2 。自制，层析用硅胶。 2 1 2 仪器型号 t l c 跟踪实验，b r u k e ra m 5 0 0 h z 核磁共振仪，j m s d 3 0 0 质谱仪，b r u k e r 红外光谱仪，j y z 一2 0 0 自动界面张力仪，m o d e l3 7 0 0 气相色谱仪。 2 2 糖苷衍生物的合成路线 糖苷衍生物的合成分为三部分，即酰基、亚苄基和硝基距苄基保护三个 系列的化合物，具体合成路线如下： ( 1 ) 乙酰基保护的糖的衍生物的合成路线 胁3 & h 嗡斌， r o h h 器瓮r 磊a c 2 0 舭豪筑 a c ，o i p y f i d i n e l i n a o a c o 缸矗刀观 r l = c h 厂 r 2 = c h 2 = c h c h r r 3 = c h 3 ( c h 2 h - - r d = c h 3 ( c h 2 ) r - r 5 = c h 2 一 ( 2 ) 苯甲醛保护的一系列糖苷衍生物的合成路线 h 长命h 骂冒p h c h o 磷o 。 7 r i = c h 3 _ 8r 2 = c h ：= c h c h f _ 9 r 3 = c h ：l ( c h 2 ) 3 一 1 0 轧= c h j ( c h 2 ) r 南京理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 硝基苯甲醛保护的糖苷衍生物的合成路线 旦型笋r “矫0 简0 。 一i 一 p 7 ”“6 r o - ( n o 归h c h o h p - ( n o 0 p h c h o h h 器瓮，h 瑚， n 啦器泠。 型掌o ”呵磷i 。矿一 。 h o ”o r q 啊瞒。 1 6 r i = c 飓 2 3 合成和表征 2 3 1 2 , 3 ，4 ，6 - 氧- 四乙酰基洳d 一葡萄糖甲苷( 1 ) 【3 2 】 将2 9 甲苷、0 2 9 无水醋酸钠加入三口烧瓶中，再加入48 m l 乙酸酐，于1 3 8 。c 左右回流髓小时。回流结束，冷却至室温，加入5 0 r a l 冰水搅拌半小时，得白 色沉淀，过滤，用l o m ! 水洗涤三次，得白色固体，置于空气中干燥过夜。将 干燥后的固体用氯仿重结晶，干燥。得晶体2 7 9 ，得率6 71 。m p l o l 一1 0 2 c ( f i c 献值1 0 1 1 0 l5 1 。 一l3 一 南京理工大学硕士学位论文 t l c ( 石油醚乙酸乙酯21 ) ：r f o6 7 。 2 3 22 , 3 ，4 ，6 - 氧四乙酰基呱- d - 葡萄糖烯丙苷( 2 ) 移取1 0 m l 烯丙醇于三i s i 烧瓶中，搅拌下滴加少许浓硫酸，预热至9 0 。c ， ) j n a 2 9 葡萄糖回流l 小时。稍冷却，加入无水碳酸钾，震荡后静置过夜。倾 出液体，旋转蒸发除去烯丙醇，得黄色糖浆。加6 0 m l 乙酸酐、2 0 m l 吡啶于糖 浆中，室温搅拌2 4 小时。旋转蒸发，用水、氯仿洗涤，无水硫酸钠干燥，减 压蒸馏除去氯仿，取1 4 产品进行柱层析，得无色糖浆状物质o3 4 9 ，得率 3 l5 。 t l c ：r f ( 烯丙苷) o 5 3 ( 异丙醇水l o ：1 ) ； o5 5 ( 石油醚乙酸乙酯2 ：1 ) 。 m ( k b r ) 2 9 4 0 8 ( w ，c h 2 ，c h 3 ) ，1 7 4 98 ( s ，c = o ) ，1 4 3 0 2 ，1 3 7 23 ( s ，c h ) ， 1 2 2 14 ( s ，c o c ) ，1 0 3 82 ( s ，c - c ) c m 。 2 3 3 2 , 3 ，4 ，6 - 氧四乙酰基旺- d 葡萄糖正丁苷( 3 ) 1 3 3 1 移取1 0 m l 正丁醇于三口烧瓶中，搅拌下滴加少许浓硫酸，加热，预热至 1 1 0 c ，j j n a 2 9 葡萄糖回流1 小时。稍冷却，加入无水碳酸钾，搅拌半小时。 倾出液体，旋转蒸发除去正丁醇和水，得黄色糖浆。将2 0 m l 乙酸酐、o8 9 无 水醋酸钠与上述糖浆一起搅拌加热，于9 0 * ( 2 回流4 小时。旋转蒸发，用水、 氯仿洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去氯仿，取1 4 产品进行柱层析，得 无色透明物质03 l ，得率2 7 2 。 t l c ：r f ( 正丁苷) o 7 1 ( 异丙醇一水1 0 ：1 1 ，o8 0 ( 石油醚乙酸乙酯2 ：1 ) 。 r i ( k a r ) - 2 9 6 14 ，2 8 7 38 ( s ，c h 2 ，c h 3 ) ，1 7 5 17 ( s ，c = 0 ) ，1 4 3 52 ，1 3 7 12 ( s ， c h ) ，1 2 2 05 ( s ，c o - c ) ，1 0 3 73 ( s ，c c ) c m 。 2 3 42 , 3 ，4 ，6 - 0 四乙酰基吨d - 葡萄糖正戊苷( 4 ) 移取1 0 m l 正戊醇于三口烧瓶中，搅拌下滴加少许浓硫酸，加热，预热至 1 1 0 c ，加入l7 9 葡萄糖回流l 小时。稍冷却，j j t l a 无水碳酸钾，搅拌半小时。 倾出液体，旋转蒸发除去正戊醇和水，得黄色糖浆。将2 0 m l 乙酸酐、o8 9 无 水醋酸钠与上述糖浆一起搅拌加热，于1 0 0 c 回流4 小时。旋转蒸发，用水、 1 4 南京理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 硝基苯甲醛保护的糖苷衍生物的合成路线 旦型笋r “矫0 简0 。 一i 一 p 7 ”“6 r o - ( n o 归h c h o h p - ( n o 0 p h c h o h h 器瓮，h 瑚， n 啦器泠。 型掌o ”呵磷i 。矿一 。 h o ”o r q 啊瞒。 1 6 r i = c 飓 2 3 合成和表征 2 3 1 2 , 3 ，4 ，6 - 氧- 四乙酰基洳d 一葡萄糖甲苷( 1 ) 【3 2 】 将2 9 甲苷、0 2 9 无水醋酸钠加入三口烧瓶中，再加入48 m l 乙酸酐，于1 3 8 。c 左右回流髓小时。回流结束，冷却至室温，加入5 0 r a l 冰水搅拌半小时，得白 色沉淀，过滤，用l o m ! 水洗涤三次，得白色固体，置于空气中干燥过夜。将 干燥后的固体用氯仿重结晶，干燥。得晶体2 7 9 ，得率6 71 。m p l o l 一1 0 2 c ( f i c 献值1 0 1 1 0 l5 1 。 一l3 一 南京理工大学硕士学位论文 t l c ( 石油醚乙酸乙酯21 ) ：r f o6 7 。 2 3 22 , 3 ，4 ，6 - 氧四乙酰基呱- d - 葡萄糖烯丙苷( 2 ) 移取1 0 m l 烯丙醇于三i s i 烧瓶中，搅拌下滴加少许浓硫酸，预热至9 0 。c ， ) j n a 2 9 葡萄糖回流l 小时。稍冷却，加入无水碳酸钾，震荡后静置过夜。倾 出液体，旋转蒸发除去烯丙醇，得黄色糖浆。加6 0 m l 乙酸酐、2 0 m l 吡啶于糖 浆中，室温搅拌2 4 小时。旋转蒸发，用水、氯仿洗涤，无水硫酸钠干燥，减 压蒸馏除去氯仿，取1 4 产品进行柱层析，得无色糖浆状物质o3 4 9 ，得率 3 l5 。 t l c ：r f ( 烯丙苷) o 5 3 ( 异丙醇水l o ：1 ) ； o5 5 ( 石油醚乙酸乙酯2 ：1 ) 。 m ( k b r ) 2 9 4 0 8 ( w ，c h 2 ，c h 3 ) ，1 7 4 98 ( s ，c = o ) ，1 4 3 0 2 ，1 3 7 23 ( s ，c h ) ， 1 2 2 14 ( s ，c o c ) ，1 0 3 82 ( s ，c - c ) c m 。 2 3 3 2 , 3 ，4 ，6 - 氧四乙酰基旺- d 葡萄糖正丁苷( 3 ) 1 3 3 1 移取1 0 m l 正丁醇于三口烧瓶中，搅拌下滴加少许浓硫酸，加热，预热至 1 1 0 c ，j j n a 2 9 葡萄糖回流1 小时。稍冷却，加入无水碳酸钾，搅拌半小时。 倾出液体，旋转蒸发除去正丁醇和水，得黄色糖浆。将2 0 m l 乙酸酐、o8 9 无 水醋酸钠与上述糖浆一起搅拌加热，于9 0 * ( 2 回流4 小时。旋转蒸发，用水、 氯仿洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去氯仿，取1 4 产品进行柱层析，得 无色透明物质03 l ，得率2 7 2 。 t l c ：r f ( 正丁苷) o 7 1 ( 异丙醇一水1 0 ：1 1 ，o8 0 ( 石油醚乙酸乙酯2 ：1 ) 。 r i ( k a r ) - 2 9 6 14 ，2 8 7 38 ( s ，c h 2 ，c h 3 ) ，1 7 5 17 ( s ，c = 0 ) ，1 4 3 52 ，1 3 7 12 ( s ， c h ) ，1 2 2 05 ( s ，c o - c ) ，1 0 3 73 ( s ，c c ) c m 。 2 3 42 , 3 ，4 ，6 - 0 四乙酰基吨d - 葡萄糖正戊苷( 4 ) 移取1 0 m l 正戊醇于三口烧瓶中，搅拌下滴加少许浓硫酸，加热，预热至 1 1 0 c ，加入l7 9 葡萄糖回流l 小时。稍冷却，j j t l a 无水碳酸钾，搅拌半小时。 倾出液体，旋转蒸发除去正戊醇和水，得黄色糖浆。将2 0 m l 乙酸酐、o8 9 无 水醋酸钠与上述糖浆一起搅拌加热，于1 0 0 c 回流4 小时。旋转蒸发，用水、 1 4 南京理工大学硕士学位论文 氯仿洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去氯仿，取l 4 产品进行柱层析，得 无色透明物质o4 1 9 ，得率3 57 。 t l c ：r f ( 正戊苷) 07 1 ( 异丙醇一水1 0 ：1 ) ，o8 0 ( 石油醚一乙酸乙酯21 ) 。 r i ( k b r ) ：2 9 2 84 ，2 9 7 4o ( s ，c h 2 ，c h 3 ) ，1 7 5 56 ( s ，c 2 0 ) ，1 4 5 93 ，1 4 3 98 ( s ， c h ) ，1 2 2 84 ( s ，c o c ) ，1 0 5 49 ( s ，c c ) c m 。 2 3 52 , 3 ，4 ，6 - 0 四乙酰基吨d 葡萄糖苯乙苷( 5 ) 将o 5 9 葡萄糖、少量对甲基苯磺酸、2 m l 苯乙苷一起加入三e l 烧瓶中， 加热，于1 0 0 c 回流两小时。t l c 表明有两种新物质生成，r f l08 0 ，r f 2o8 9 ( 异丙醇水8 ：1 ) 。稍冷却，加乙醇钠中和。再加入1 0 m l 乙酸酐、3 m l 吡啶， 室温搅拌2 4 小时。旋转蒸发，用水、氯仿洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏 除去氯仿，取1 4 产品进行柱层析，得无色油状物质0 2 4 9 ，得率7 6 2 0 4 。 t l c ：r fo8 2 ( 石油醚乙酸乙酯2 ：1 1 。 r i ( k b r ) ：3 0 6 38 ，3 0 2 7l ( m ，a m ) ，2 9 6 0 9 ( s ，c h 3 ) ，1 7 4 16 ( s ，c ；o ) ，1 6 0 58 ， 1 4 9 48 ( w ，a m ) ，1 4 5 03 ( s ，c 田，1 2 3 69 ( s ，c o c ) ，1 0 3 8l ( s ，c c ) c m 一。 2 3 61 , 2 ，3 ，4 ，6 一氧- 五乙酰基- 洳m 葡萄糖( 6 ) ”】 加2 9 无水乙酸钠、1 4 m l 乙酸酐于三口烧瓶中，加热至沸腾。称取2 9 无 水葡萄糖，分批少量加入三口烧瓶中反应，在每次加的葡萄糖变澄清后再加下 一次。加完葡萄糖后，继续搅拌l 小时，反应中生成的水通过冷凝装置排出。 稍冷却，倒入冰水中搅拌半小时，有晶状沉淀析出，过滤，用冰水洗三次，抽 真空干燥。用甲醇重结晶，得31 0 9 ，得率7 07 。m p l l l - 1 1 2 c 。 t l c ：r fo5 4 ( 石油醚乙酸乙酯41 1 。 2 3 74 , 6 氧亚苄基洳d 葡萄糖甲苷( 7 ) 3 5 1 用移液管移取6 m l 苯甲醛于锥形瓶中，称量2 9 氯化锌，熔融后置于干燥 器中，冷却后研成粉末状，倒入苯甲醛中，剧烈搅拌成糊状。将所得粘稠物倒 入装有2 9c t - d 一葡萄糖甲苷的锥形瓶中，室温搅拌过夜。将上述反应混合物缓 慢倾入盛有2 0 m l 冰水与4 m l 石油醚的混合物中，同时搅拌，有白色固体出现， 一l5 一 南京理工丈学硕士学位论文 静置l 小时。抽滤，用水洗。粗品用9 5 乙醇重结晶二次，得白色固体09 9 ， 产率31 ，m p1 6 5 1 6 6 0 ( 文献值1 6 6 1 6 7 ) 。 t l c ：r f08 7 ( 氯仿甲醇l oi ) 。 2 3 84 ，6 - 氧亚苄基吨d 葡萄糖烯丙苷( 8 ) f 3 6 j 将45 9 无水d 一葡萄糖、2 0 m l 烯丙醇起加入三口烧瓶中，震荡下滴加 o0 5 m l 浓硫酸。加热，于9 7 c 下回流1 小时。稍冷却，加入01 5 9 无水碳酸 钾，震荡后静置过夜。倾出液体，旋转蒸发除去烯丙醇，得黄色糖浆。将25 9 粉末状氯化锌( 熔融后置于干燥器中，冷却后研成粉末) 加入1 0 m l 苯甲醛中， 剧烈搅拌成糊状。将所得粘稠物倒入上述糖浆中，室温搅拌5 h 。搅拌下将反 应混合物缓慢倒入盛有5 0 m l 冰水和1 0 m l 石油醚的烧杯中，静置l h 。过滤， 固体依次用水、9 5 乙醇洗涤。粗品用1 0 m 1 9 5 乙醇重结晶，得晶体19 6 9 。 产率2 34 。m p l 3 2 1 3 3 0 ( 文献值1 3 35 。1 3 4 c ) 。 t l c ：r f08 l ( 氯仿甲醇1 0 ：1 ) 。 2 3 94 ，6 - 氧- 亚苄基- 洳m 葡萄糖正丁苷( 9 ) 将催化剂和2 0 皿正丁醇加入三口烧瓶中，用分水器除水，搅拌，预热至 1 1 0 0 ，分批加入33 9 无水d 一葡萄糖。回流l h 。稍冷却，加入01 3 9 乙醇钠。 搅拌后静置4 h 。倾出液体，旋转蒸发除去正丁醇，得黄色糖浆。将25 9 粉末 状氯化锌加入1 0 m l 苯甲醛中，剧烈搅拌成糊状。将所得粘稠物倒入上述糖浆 中，室温搅拌5 h 。搅拌下将反应混合物缓慢倒入盛有5 0 m l 冰水和1 0 m l 石油 醚( 6 0 9 0 c ) 的烧杯中，搅拌片刻，静置l h 。将接近油状的物质过滤，固体 用冰水洗涤三次。抽真空干燥，粗品用1 0 m 1 9 5 乙醇重结晶，得晶体l4 9 。 产率2 3 0 。m p 9 3 9 4 0 。 t l c ：r f08 4 ( 氯仿甲醇1 0 ：1 ) 。 r i ( k b r ) ：3 3 6 52 ( s ，宽峰，o h ) ，2 9 3 09 ，2 8 6 97 ( s ，c h 2 ，c h 3 ) ，1 7 0 9 9 ( s ， c = o ) ，1 4 5 6l ，1 3 7 59 ( s ，c h ) ，1 1 6 37 ( s ，c - o c ) ，1 0 7 76 ，1 0 0 03 ( s ，c c ) c m 。 南京理工大学硕士学位论文 2 3 1 04 ，6 - 氧甄苄基廿d 葡萄糖正戊苷( 1 0 ) 将33 9 无水d 葡萄糖、2 0 m l 正戊醇一起加入三口烧瓶中，震荡下滴加 o0 5 m l 浓硫酸。加热，于9 7 c 下回流1 小时。稍冷却，加入01 5 9 无水碳酸 钾，震荡后静置过夜。倾出液体，旋转蒸发除去正戊醇，得黄色糖浆。将2 9 粉末状氯化锌( 熔融后置于干燥器中，冷却后研成粉末) 加入8 m l 苯甲醛中， 剧烈搅拌成糊状。将所得粘稠物倒入上述糖浆中，室温搅拌5 h 。搅拌下将反 应混合物缓慢倒入盛有5 0 m l 冰水和1 0 m l 石油醚的烧杯中，静置l h 。混合物 分层，倒入分液漏斗中，依次用石油醚、水洗涤，分出黄色油状层，用无水乙 醇稀释，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发，得黄色油状物，置于冰箱中，过夜，有 白色固体析出，抽滤，所得粗品用9 5 乙醇重结晶，得晶体lo g ，产率1 64 。 t l c ：r fo7 0 ( 氯仿甲醇l o ：l 、。 2 3 1 1 4 。6 - 氧- 间- 硝基亚苄基吨d 葡萄糖甲苷( 1 1 ) 将4 9 旺一d 一吡喃葡萄糖甲苷加入1 0 0 m l 锥型瓶中，再倒入2 0 m l 二氧六 环溶解的间硝基苯甲醛( 1g ) 溶液，振荡下滴加o8m 1 9 8 的浓硫酸。在2 0 下搅拌过夜后，用3 0 m l 二氯甲烷稀释，再用固体碳酸钠中和至中性( 可用 浓碳酸钠溶液中和) ，过滤，滤液经旋转蒸发除去二氯甲烷和二氧六环，得淡 黄色糖浆，用蒸溜水冲洗，糖浆状物质逐渐变成白色晶状固体，静置1 小时， 过滤，固体用水洗两次，粗品用9 5 的乙醇重结晶，得白色晶体2 2 9 ，产率 5 0 8 。m p l 6 8 1 6 9 ( 2 。 t l c ：r fo6 3 ( 氯仿甲醇1 0 ：1 ) 。 r l ( k b r ) ：3 3 8 8 ( s ，宽峰，o h ) ，2 9 7 0 ，2 8 7 0 ( s ，c h 3 ) ，1 5 4 0 ，1 3 5 2 ( s ，n 0 2 ) ， 1 0 8 0 ( s ，c 0 1 ，8 9 5 ( s ，c n ) c m 。 1 h n i v l r ( 5 0 0 m h z ，( c d 3