（化学工程专业论文）磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰甘油的全合成研究.pdf

摘要 磷脂是生物膜的重要组成部分，其固有的既具亲水性又具亲脂性的双亲性质 使得磷脂能自发在水介质中形成闭合双分子层，成为生物膜骨架。利用该性质发 展起来一种新型药物制剂技术一脂质体。脂质体作为药物载体具有靶向性、缓释 长效性等特点，在药物的定向输送研究中受到广泛重视。但天然磷脂作为脂质体 膜材，由于其寿命短、易被氧化、稳定性差等缺点，应用受到限制。人工合成两 亲性材料制备脂质体，稳定性有较大提高，使脂质体研究和应用领域得到拓展。 另外，合成磷脂也可用于脂肪乳、微乳等先进载药技术。 本文以丙三醇为前体化合物，设计出了含相同碳链的甘油磷脂的全合成路 线。采用缩酮，3 ，4 一二甲氧苄基分别作为甘油骨架的二羟基和单羟基的保护基， 以乙酸水溶液、d d q 作为相应的脱保护试剂。分别采用对甲苯磺酸甲酯、叔丁 氧羰基和缩酮作为磷脂头基( n 、n 二甲基乙醇胺、乙醇胺、甘油) 的保护基， 以n a h c 0 3 水溶液、三氟乙酸、乙酸作为相应的脱保护试剂，采用萃取、高真空 蒸馏、柱层析、制备薄层层析等分离方法，得到了大部分步骤的中间体。先后经 过还原、氯化、缩合、双羟基以及单羟基的保护和脱保护、酰化、磷酰化、头基 保护、偶联及脱保护等步骤制各出了一定量的二硬脂酸磷脂酰胆碱( d s p c ) ( 产 率：4 5 ) 、二硬脂酰基甘油( d s p g ) ( 产率：4 1 ) 、二硬脂酰基乙醇胺( d s p e ) ( 产率：2 6 ) 及一定量的1 4 碳和1 6 碳的双饱和脂肪链的磷脂中间体。最终产 物以及部分中间体利用i r 、n m r 等手段进行了表征。 对部分步骤的分离方法进行了简化改进。证明了该合成路线的可行性，为今 后利用该合成路线为基础衍生出一系列磷脂产品及工业放大作了前期探索。 关键字：磷脂酰胆碱，磷脂酰甘。油，磷脂酰乙醇胺，对甲苯磺酸甲酯，叔丁氧羰 基，3 ，4 二甲氧苄基。 t h et o t a ls y n t h e s i so f p h o s p h a t i d y l c h o l i n e ， p h o s p h a t i d y l e t h a n o l a m i n ea n dp h o s p h a t i d y l g l y c e r 0 1 a n a l o g o u s a b s t r a c t p h o s p h o l i p i d sa i l a l o g o u sa r et h em a i nc o m p o n e n t so f b i o l o g i c a lm e m b m e s a c h a m c t e r i s t i co fp h o s p h o l i p j d si st h e 锄p h i p h i l i cb e h a v i o r d e p e n d i n go nw h i c h ， s t a b l eb i l a y e rs t m c t i i t ec 卸b ef k e l yf o 硼e db yj t s e l fm a k i n gav e s i d eo fl i p i db i l a y c l w i t ht h i sc h a r a c t e f ，an o v e ld m gp r e p a r a t i o nt c c h n 0 1 0 9 yh a sd e v e l o p e da sl i p o s o m e ， w i t hs u c hm c r i t sa st a r g e t i n g ，d u r a t i o ne t c t h eu s a g eo fn a t l l m lp h 唧h o l i p i d sw a s l i m i t e df b rt h ed i s a d v a n t a g e so fs h o nl i f c ，f r 柚g i b i l i t yt oo x i d a t i o na n dl e s ss t a b l c n e s s t h ep m b l e 面啪b cs o l v e db ys y n t h e t i cp h o s p h o l i p i d s ，b r o a d c n e dt h es t u d y i n ga n d a p p l i c a t i o ns e c t i o no fi i p o s o m e s a d d i t i o n a i y ；s y n t h e t i cp h o s p h o l j p i d sc a nb eu s c df b r s u c ha d v 柚c e dd r l l gd e l i v e r yt c c h n 0 1 0 西e sa sf a te m u l s i o n ，m i c r o e m u l s i o n ，卸ds oo n t h et o t a l s y n t h e t i cs c h e m eo f 舀y c e r o lp h o s p h o l i p i d sw a sd e s i g n e dw i t ht i l e p r c c u r s o r 百y c e m lk e t a l ，3 ，4 一d i m e t h o x y b e n z y lw e r ea d o p t e da st l l ep r o t e c t i n gg f o u p s o f 西y c e r o ls k e l e t o n 姐da q u e o u sa c e t i ca c i da n d2 ，3 d i c h l o m - 5 ，6 - d i c y 强o q u i n o n e ( d d q ) a st h e d e p f o t e c t i n gr e a g e n t sr e s p e c t i v e l y m e t h y lp - t o l u e n c s u l f o n a t e ， t e r t - b u t o x y c a r b o n y l ， w a sa d o p t e da st h e p r o t e c t i n g印u p so fn ，n d i m e t h y l e t h a n o l a m i n ea n de t h a n o l a m i n er c s p e c t i v e ly ，锄da q u e o u sn a h c 0 3 ，t r 硼u o r o a c e t i c a d da sm ed e p r o t c c t i n gr e a g e n i sr e s p e c t i v e l y e x t r a c t i o n ，h i g hv a c u u md i s t i l l a t i o n ， a n dl i q u i dc o l u m nc h r d m a t o g r a p h ye t c ，w e r ea d o p t e da st h es e p a r a t i n gm e t h o d s a f t e rr e d u c t i o n ，s u b s t j t u t i o n ，c h l o r i n a t i o n ，c o n d e n s a t i o n ，p r o f e c l i o na j l dd e p m t e c t i o n ， a c y l a t i o n ，a n di h ec o n n e c t i o no ft h eh e a dg r o u p s ，d i s t e a r o y lp h o s p h a t i d y i c h o l i n e ( y i e l d ：4 2 ) ，d i s t e a r o y lp h o s p h a t i d y l g l y c e i d l ( y i # l d ：4 1 ) a n dd i s t e a r o y lp h o s p h a t i d y l e t h a n 0 1 a m i n e ( y i e l d ：2 6 ) w e r eo b t a i n e d s o m e1 4 一c a i i d1 6 ci n t e r m e d i a t e s h a v eb e e ns y n t h e s i z e d t h ep r o d u c t sa n ds o m ej n t e r m e d i a t e sw a sc h a r a c t e r i z e db yi r a n d n m r n es 印啪t i o n so fs o m es t e p sw c r es i m p i i f j e d t h ef e a s j b i l i t yo ft h el i p i ds ) r i l t h e t i c s c h e m eh a sb e c np r o v e d a n db a s i cw o r kh a sb e e nd o n ef o rt h em a s sm a n u f a c t u f eo f t h ep h o s p h o l i p i d s k e yw o r d s ：p h o s p h a t i d y l c h o l i n c ，p h o s p h a t i d y l g l y c e r 6 1 ，p h 唧h a t i d y l c l h a n o l a m i n e ， m e t h y lp t o l u e n e s u l f o n a t e ，t e r t b u t o x y c a 抽o n y l ，3 ，4 - d i m e m o x y b z y l c h 如g u a g y o u ( c h e m i c a le n g i n e c r i n g ) d i r c c t e db yp m f z h a n gx i a o l i 西北大学学位论文知识产权声明书 y8 9 3 8 5 3 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许 论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课 题再撰写的文章一律注明作者单位为西北大学。 保密论文待解密后适用本声明。 ) 学位论文作者签名i 醒三之垫指导教师签名：墨堡! 至 j 舳6 年6 月哆日口年6 月j 白 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名：障易起 二p t f 年6 月j 弓r 性头部和两条疏水长链，极性或离子基团是亲水疏脂的，而碳氢链是疏水亲脂的。 在水溶液中，上述特型使得磷脂分子倾向于定向排列起来，在疏水作用的驱动下缔 合成热力学上稳定的团粒或片状结构1 。对大多数磷脂来说，双分子层是它们在 水溶液中最有利的结构。双分子层作为生物膜的骨架，使蛋白质可以镶嵌和附着， 它的疏水环境使一些膜蛋白能维持一定的具有活性的构象，同时也有利于一些化学 反应的进行；酶促反应则依靠膜的组织化、有序化达到极高的效率和自我调节；它 还是极性化合物的通透屏障，因而保持了内环境的相对恒定，同时也是一些生理现 象例如可兴奋膜的兴奋性的基础，因此双亲结构对于磷脂的生理功能起着极其重要 的作用。 脂质体是一种人工制备的类脂小球体，以磷脂为主要原料由一个或多个类似细 胞膜的类脂双分子层包裹着水相介质组成。脂质体的膜材料主要由p c ( 磷脂酰胆 碱卵磷脂) 和胆固醇构成。脂质体作为药物载体，可制备抗癌药物的新剂型，同时还 表现出低毒性和高效性。如治疗癌症的药物阿霉素制成脂质体，可使毒性降低、疗 效增强【2 4 圳。 靶向性是脂质体作为药物载体最突出的特点。一般脂质体进入体内主要被网状 内皮系统的吞噬细胞摄取，使脂质体主要分布在肝、脾和骨髓等网状内皮细胞较丰 富的器官中，对这些器官具有天然靶向的性质【2 62 7 1 。另外，脂质体可提高被包封药 物的稳定性。实验证明，将一些不稳定或易氧化的药物包封在脂质体中药物因受到 脂质体双层膜的保护，可显著提高稳定性。同时，脂质体也增加药物在体内的稳定性， 因为药物在进入靶区前被包在脂质体内，使药物免受机体酶降解和免疫系统的分解： 当进入靶区后，脂质体和细胞相互作用或被细胞摄取，经溶酶体的作用，脂质体解体 并释放出药物旺8 2 93 叫。脂质体具有延长药物作用时问的作用，由于脂质体对被包 封药物的保护及缓释作用，脂质体可延长药物在体内的滞留时间，从而延长了药物作 用时间”“。 1 1 2 2 微乳制剂 微乳( m i c r o e m u l s i o n ) 是一理想的新型药物释放载体。从结构上可分为水包油型 ( o w ) 、油包水型( w o ) 及双连续型。微乳乳滴+ 般小于0 1 ，锄，它作为药物城 体的优点为透明、稳定、吸收完善、靶向释药等，在问一体系中呵做不i 司亲脂一r | ：药 物的媒介物并j 制成复方制剂，以提高药物疗效，降低毒副作用。 d u 将其作为疏水 4 性药物载体的研究较多3 2 3 3 1 。 1 1 2 3 脂肪乳制剂 作为肠外营养组成成分之一的脂肪乳可为机体提供能量并能防止体内必需脂 肪酸的缺乏3 4 】，而且还可以通过卵磷脂乳化剂提供磷酸盐，这在临床实践中已 成为人们的共识。脂肪乳一般是用从大豆油中提取的长链甘油三酯和磷脂( 作为表 面活性剂) 制备的。脂肪乳有水包油型和油包水型，有临床应用价值的为前者。 r e i m u n dj m 等人在最近的实验当中研制出一种被称为c l i l l o l e j c 2 0 的脂肪乳，其 油相是由8 0 的橄榄油及2 0 的大豆油构成旧，该产品具有一定的抗氧化性及防 止免疫系统损伤的功效。脂肪乳不仅能直接为机体供能，而且还可用作药物载体， 因乳化剂与血具有同等渗度而有极好的静脉耐受性。脂肪乳制剂不仅能在为机体提 供营养的同时达到载药的目的，而且在某种情况下，可以起到靶向给药的作用f 3 6 1 。 1 2 磷脂合成简介 目前磷脂的生产主要集中在天然产物提取方面，化学合成磷脂的生产及应用较 少。磷脂的合成包括半合成( 改性) 和全合成。磷脂的改性有物理改性【3 7 1 ，化学 改性 3 8 j 、和酶改性啪瑚3 等方法，其中化学改性法主要是利用磷脂结构的可修饰性， 来改善其形念和赋予特性，以达到适用于特定需要的目的。酶法改性用得较多，但 由于酶价格昂贵，一般用于少量制备。对于半合成法，本文不作赘述。仅对全合成 法( 化学合成法) 作一介绍： 全合成法，一般是利用甘油或其他化合物的骨架为前体，经长链烷基化或酰基化 后通过磷脂键的形成柬合成目标磷脂化合物。其特点是合成步骤相对较多，灵活性 大，一般使用保护基，除了制备一般的基本磷脂外，还可引入其它活性中心，合成 出多种具有光学活性和各种尘理活性的磷脂衍生物。适用于单一磷脂的较大量制 备。 从磷晤的结构来看，如彳i 考虑手性合成，磷脂的合成主要包括两个饱和或不饱 和酰基( 侧链) 的引入和磷脂极性端( 头基) ( h e a dg r o u p ) 的偶联。对r 手性合成 还要进行手性日油骨架的合成。对二磷脂的合成j ：要集中在自然界t l 存存j 。泛的f f 油磷脂，而对于鞘磷脂的合成研究很少，因而奉文仅埘甘油磷脂的合成作介绍。 1 2 1 酰基的引入 磷脂的合成可以以甘油为前体，首先将甘油的一个羟基保护，游离出另外两个 羟基，根据目的接上两个相同或不同的酰基。引入不同酰基时，可利用伯伸羟基活 性的不同或利用选择性保护基引入。最后脱去保护基再与磷脂头基偶联。酰基的引 入可以利用相应的脂肪酸或活性更高的酰氯。因磷脂酰基稳定性稍差，如果使用酰 氯进行侧链的偶联必须要在头基引入之前进行，以免酰氯的高活性破坏磷脂酰基。 采用脂肪酸d c c d m a p 法可以通过控制温度提高选择性的方式来引入不同的酰 基，该法多用于磷脂侧链的引入。以i 的合成【5 9 】为例： b 啊0 c 1 ，h ，1 c o d c i 一 c e 帕唧c 矾n p 1 可瓦丽玎忑r + c 15 h ， 0 h ! ：些：竺型坚2 垆 o j l c 】5r l 。2 4 h 1 一一一 h 0 1 l 吣扣a 1 2 吼 l 一热l 面矿。，一池 图1 _ 3 以甘油为前体引入不同酰基的磷脂合成路线 钾3 1 当引入的有不饱和的酰基，与磷脂头基的偶联又涉及到氧化或催化氢解步骤 时，则必须先与磷脂头基偶联后，再引入不饱和的酰基。如m a n i n 等h 用f s l 3 氧一对甲氧基苄基甘油i i 为起始原料，与磷脂头基偶联后，再向2 一c 引人不饱和脂 肪长链酰基，这样就避免了磷的氧化步骤对双键的影响。 i l ) 酵搁陛d o c d 9 慵 叩啦d a o o b o m h j 已甲篇裂豢筹l 删，t c 。一 ( 1 ) m 。c p c i 一- p n 2 n e t t h f ，一7 s ；h o ( c h b b 一7 2 0 1 2 ) 3 “q u 的眦h 2 q c c k 6 妒o m 它 ，心” b l c 吼，更o f o ( c h z b n h b 塑型业i ：曼竺坠椒。她c 。出_ 叫x c h ：於h b * 兰塑塑坠竺竺曼坚i 三 巾c ，h j ，、一，= 2 t 呻奈电p ( 1 ) 糊j 丁崮，b o 峭灿，c 讥铲i ：叩h 州吼蒜丢淼翥芦 0 ，、 。 肛妈r 叫、宫 邱l 3 i c o 争夏，o p o 【c h 也n h ，+ 由上可以看出，在整个合成路线中，牵涉到大量的保护和脱保护的操作，增加 了合成步骤。为进一步缩短合成步骤，i 等【4 2 】以缩水甘油对甲苯磺酸酯i i i 为原料， 直接酰化开环，经5 步制备得到了相同链的磷脂。由于直接以对甲苯磺酸根作为离 去基团来与磷酰化试剂进行偶联，导致产物消旋化，如需制备光学活性的磷脂需先 用碘置换后制各得到i v ，再进行磷酰化。 氏 i i i + ( r o 竺塑里竺竺1 2 + ( 嘞二_ - _ 0 c o r e 0 戌x m m k 荤。帅 r o c o 叶一? = = 焉二= i vi 2 b 。似 厂0 c o r h 2 肿2 毋岫a 醐叭 r 0 c o 卜一一 l 删o c 幽) ：邮， 蹴叫= o r 坚塑坐竖! 竖竖竺! 竺。砌4 = 弧r o c d 十咄r 0 c o 卜一h - 恻嘞了氅邺州埘 “n d b e r g 等m 1 进1 步简化了合成步骤，对环氧_ 珂醇( v ) 进行直接磷酰化，然 后用脂肪酸打开环氧丙醇。此法避免了大量的保护和脱保护工作，仪通过三步就可 以得到磷脂酰胆碱。 n 篡要一k 鼍对景罴_ hn 玉一k ，剖鼍盖_ h v 圆渺 附，舶 c 1 ，h ， 图1 6 以环氧丙醇为前体的磷脂合成路线 3 、4 一二甲氧苄基和苄基4 4 ，4 5 都是很好的保护抟。d i 抒的脱去较为容易，而 书坫的脱去由丁用到催化氢解或其它苛刻条件实验窜操作不便，假便丁二实现t 、i k 7 化生产。在选用保护基时，需要考虑到脱保护的条件不至于引起酰基迁移造成消旋 化，且当引人的长链脂肪酸中含有不饱和双键时，须考虑脱保护条件对双键的影响。 1 2 - 2 磷脂头基的偶联 磷脂头基的偶联实际上是磷酸二酯的形成，既可以通过四配位的磷酰化试剂来 实现，也可用活性更高的三配位的磷试剂来完成。 1 2 2 1 四配位的磷酰化试剂 x 一# _ xx _ 一。瞰a r ) 史i支( o r li i 卜hl 甜洲 9 一一 口 o o 咖量盥咖鼍州一卜删生科。七呐， ih 2 0i h ，o 胜保护l 咖阜叫兰! r 。罩伽r 。善。h kk 占r 2 i 、i i 为磷酰化试剂，其中的x 为相对易离去的基团，当四配位的磷原子受到亲 核试剂的进攻时，x 由于电子效应或立体效应的缘故优先离去。对于一给定的磷酰 化试剂，离去基团x 可相同也可不同。j i 中烷氧基或芳氧基作为磷的保护基团，最 终被转化为羟基。 p o c l 3 作为磷酰化试剂：四配位的磷酰化试剂中最简单的就是p o c l ”其它保 护的磷酰化试剂也大多通过p o c l 3 ，制备得到，因而直接利用p o c l ，作为甘油手性 了和磷脂头基的偶联剂，能大大简化反应步骤。a l c a r a z 等1 4 6 l f j p o c l 3 ，作为原料， 一步完成了偶联及水解反应，收率5 0 ，如下页阁所示： 8 r o c o o 1 ( 1 ) p c 日舢l r - t - r 1 c o o 1 r 2 c 0 0 - 士一h 旦竺坚竺竺竺譬一c o o - h 曰 l o h m c i b a “ l o 一! | 一j k 皿。 l _ 一o h l _ o 一芦一6 n h b i o h 图1 8p o c l 3 为酰化试剂的磷酰化反应 但是出于p o c l 3 活性较高，逐步取代其分子中氯来合成磷酸二酯的方法，不是一种 行之有效的方法。用得更多的仍是保护了的磷酰化试剂。 + 轳一砩：罩长。# f 6 0 2 - i i t r d b _ 日b “” 圈1 9 邻氯苯氧基磷酰二氯作为磷酰化试剂 r o p o c l 2 作为磷酰化试剂：一般而言，四配位磷酰化试剂中苯基及取代苯基多 用作磷的保护基团，制备得到的苯氧基或取代苯氧基磷酰二氯来偶联甘油手性子及 磷脂头基。l i n 等h ”用邻氯苯氧基磷酰二氯作为偶联剂，将两个磷脂酰分子和一 个甘油分子偶联在一起后，用2 一硝基苯甲醛肟和n ，n n ，n 四甲基胍脱去磷上的 邻氯苯基，成功制各了双磷脂酰甘油。用邻氯苯氧基磷酰二氯作为偶联剂，能有效 避免反应中的酰基迁移现象，且脱保护条件温和，是一种较好的磷酰化试剂。 另外也可直接用苯氧基磷酰二氯作为磷酰化试剂，进行偶联后，氢解脱去苯基 郴j 。出于磷脂酰胆碱是动物体内含量最多的磷脂，因而对磷脂的合成研究中磷脂 头基的偶联主要集中在手性的甘油衍生物与胆碱之问磷酸酯的形成，如v i 的合成 ( 4 ”。先向磷酸化试剂中引人氯乙基，再与甘油衍生物偶联，水解后生成v i 。 ( 1 ) c i c h f h 归p o c l 2 巾响r c h 2 c 】2 皿5 _ | c ，4 h ，s 63 o c 0 r 2 ) h 心1 ，3 0 m i n o 帆t 0 h 删c i ，”埘m c ，+ n 厂- ( ，一；一 - - - - - - - - - - - - 。 i 6 肚7 0 ，6 0 h - 6 0 o v 1 0 c 1 厂o 一3 一o l 、 5 b 。 削l ，l o 氯己氧臻诣酣：氯作为碡酰化试制 9 。嘶 ( d p p c ) 应用较多，但价格昂贵，国内尚无产品，这成为制约我国在新型制剂技术 上缩小与国外差距的一个瓶径。 目前人们做的磷脂合成研究主要集中在基础探索方面，对于商业化生产路线的 研究较少。作为药用辅料的磷脂，无手性要求，无需制备和使用手性前体，合成步 骤要求相对简单。本文的目的在于通过从最简单的带有两个相同饱和碳链的甘油磷 脂出发，探索出一条较为简单易行的磷脂合成方案，为今后在国内实现该类产品的 产业化探索道路。 2 2 1 前体化合物的选择 对于甘油型磷脂的合成，可选用不问的化合物作为合成前体，甘露醇55 。、甘 油酸【5 6 1 、抗坏血酸f 5 7 | ，烯丙醇1 5 8 1 等都可以作为前体化合物。上述化合物作为前体 可得到手性的磷脂，但步骤复杂繁琐，产率较低，1 i 利于放大，某些原料毒性较大。 由于本文暂不作手性合成研究，故采用较为廉价易得的甘油作为合成前体，这样不 仅可以降低成本而且使合成路线变得相对简单。 2 2 保护基及脱保护试剂的选择 在合成复杂的有机化合物时，最常遇到和最令人头疼的问题是保护基问题。这 主要是因为这些化合物一般都含有多个官能团，要想选择性地在一个活性位点发生 反应，就必须对其它活性位点进行临时保护。并且所引入的保护基必须符合以下条 件：1 ) 引入保护基的试剂易得、稳定及无毒：2 ) 它必须选择性、高收率得到目标 产物，并且保护基在后继的整个反应系列中是稳定的；3 ) 可用较方便的方法将保 护基选择性、高收率地脱去，脱保护试剂不能影响已经生成的官能团和重新裸露的 基团，并且脱保护后，保护基部分容易与化合物分离。在磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油 及磷脂酰乙醇胺的合成中主要遇到醇羟基和氨基的保护问题，所尝试的保护形式主 要涉及到醚、缩酮、氨基甲酸酯三类衍生物以及成豁保护。 由于本文采用先上侧链的合成路线，故需要先在甘油骨架上游离出两个相连的 羟基，等侧链偶联完成后，再脱保护进行头基的偶联，由于找不到选择性高的在甘 油骨架上保护单一伯羟基的保护试剂，本文采用先保护二羟基，再保护单羟基，然 后对二羟基脱保护的方式。二羟基的保护基很多【”】，本文选用最简单的丙酮作为 双羟基的保护试剂，预实验表明收率很高。相应的脱保护试剂采用乙酸水溶液。单 羟基的保护试剂也有多种选择，苄基、对甲氧苄基( m p m ) 1 4 、3 、4 二甲氧苄 基( d m o b ) 【4 4 j 都可以作为磷脂合成的甘油骨架保护基。采用二常氯或苄溴作为保 护试剂成本较低，仉缺点屉，者具有高毒性，日需要加入昂贵的十h 转移倦化制 1 8 - c r o w n ，6 ，又考虑到苄基n 0 脱去需要用到催化氰解或液氨钠法条件较为1 1 ) = 刎。 而采用3 、4 一：叩氧苄氯1 j 过链缩酮m 由反晦3 卟r 行，t c l 晟示蛙本转化充! 1 ) = 刎。 在头基的偶联步骤中，由于氨基较之羟基活泼，为使羟基与磷酰氧反应，需要 对氨基进行保护。根据文献【6 2 】，对于n ，n 一二甲基乙醇胺采用对甲苯磺酸甲酯进行 保护其氨基，脱保护采用n a h c 0 3 。对于乙醇胺的氨基采用叔丁氧羰基( b o c ) 保 护【6 3 1 。 2 3 头基偶联磷酰化试剂的选择 磷脂头基的偶联需要首先对甘油骨架的单羟基进行磷酰化，文献报道的磷酰化 试剂有很多：邻氯苯基磷酰二氯【4 9 】、溴乙氧基磷酰二氯【5 0 1 、2 氯2 氧1 ，3 ，2 二氧坏 磷乙烷【5 1 l 以及三氯氧磷【堋。前三种保护了的磷酰化试剂具有选择性高的特点，但 只要条件控制合适，利用三氯氧磷同样可以达到可观的收率【4 4 1 ，且其他三种试剂 都是由三氯氧磷制得。综合考虑，本文采用三氯氧磷作为磷酰化试剂。 2 4 侧链的偶联 侧链的偶联可以采用脂肪酸1 3 0 1 、酸酐【4 2 1 或酰氯i 堋。的面二者的活性较之后者 为低。而本文采用的为饱和脂肪酸侧链，酰氯容易制得，对于先进行侧链偶联的合 成路线，酰氯对其它基团无太大影响。故本文采用酰氯进行侧链的偶联。 根据文献，设计合成路线如下： c h 。c c h 。，。c 。h + s 。c - 。c h 。c h 。，。垦c ， j 口口 r 0 _ p 0 _ 卜。ro h o 卜岂一 i i o 卜一 州。舟孓。、i 。飞k h 。中叫o t s l “o i 纠2 2 惮抄基腹部分中叫体的合成 3 1 实验试剂及仪器 第三章实验部分 表3 1 实验药品及试剂一览表 在5 0 0 m l 烧杯中加入3 ，4 二甲氧基苯甲醛2 0 0 9 ，加入3 5 0 m l 甲醇氯仿混合 液( 甲醇：氯仿= l ：1 ) ) 作为溶剂。在搅拌下分批加入8 0 2 硼氢化钠，丌始时采取 冰浴控制反应速度，随着反应的进行、反应体系的粘度不断加大，逐渐升温至回流 状态以控制泡沫的产生。加完后室温搅拌过夜。然后旋转蒸发除去溶剂，得到浅黄 色粘稠物质，再向其中加入水3 0 0 m l 搅拌使之混和成为溶液。用氯仿分三次萃耿 ( 2 0 0 m l 3 ) ，合并氯仿提取液，加入无水硫酸镁干燥2 4 h r ，旋转蒸发得3 ，4 二甲 氧基苯甲醇( m p = 4 6 ) 1 8 0 9 ，收率：8 9 ，t l c ( 氯仿：甲醇= 6 ：1 ，碘显色) ：r f - 0 3 5 。 3 3 2 3 ，4 一二甲氧基苄氯( 3 ，4 - d i m e t h o x y b e n z y lc h i o r i d e ) 【2 】的制备 反应方程式如下 o 叫：洲告一o b e n z e n 、， c h 2 c lbz 将5 0 9 ( 2 9 8 m m 0 1 ) 1 与4 0 0 m l 无水苯加入到带有回流冷凝器的5 0 0 m l 三口 烧瓶中，冷凝管项部用橡胶管接气体吸收装置( 浓n a o h 为吸收剂) 中。将4 2 9 ( 3 5 2 m m 0 1 ) ( 7 3 m l ) 氯化亚矾于1 5 滴加到烧瓶中，控制反应速度，使放出的气 体能够被完全吸收。约1 h r 滴加完毕，然后慢慢升温，回流3 h r 后蒸除溶剂( 5 5 p a ， 1 2 0 ) 得白色固体产物( m p = 3 4 ) 4 7 9 ( 2 5 6 m m 0 1 ) 。收率：8 6 。 3 3 3 2 ，2 一二甲氧基一1 ，3 一二恶烷一4 一甲醇( i s o p r o p y i i d e n eg i y c e r 0 1 ) 3 】的制备 芭墨航。h 厂洲，k 卜 卜0 h + n h l o h s “渤m 妇1 0 。v 氢呋喃配成溶液于3 0 m i n 滴加到反应烧瓶中。升温使之回流1 8 h r 。加入甲醇5 0 m l 终止反应。加入1 2 9 n h 4 c l 中和。用( 2 0 0 3 m l ) 乙醚萃取反应混合物。用饱和氯 化钠水溶液洗涤乙醚相使其成中性，加入无水m g s 0 45 哩干燥2 4 h r 。减压浓缩 ( 6 0 ，o 0 9 真空度) 。残余物用2 0 0 目硅胶柱层析纯化( 乙醚：正己烷= 1 ：1 ) ，得 浅黄色油状产物2 2 9 ( 7 2 7 m m 0 1 ) ，收率：7 2 ，r f _ o 2 8 ( e t 2 0 ：n h e x a n e = 1 ：1 ，碘显色， 以3 ，4 - 二甲氧基苄氯、缩酮甘油为参照1 。 3 3 5 3 一( 3 ，4 一二甲氧基苯甲氧基) 丙二醇( 3 一( 3 ，4 d i m e t h o x y b e n z y l o x y ) p m p a n e - l ，2 - d i o i ) 【5 】的制备 反应方程式 l芝l 。 4 e 5 向盛有2 6 9 ( 1 0 0 m m 0 1 ) 4 的苹口烧瓶中加入2 0 乙酸溶液1 2 0 m l 在5 5 下 水浴搅拌2 h r 然后加入饱和k 2 c 0 3 溶液使p h = 8 。用氯仿( 8 0 3 ) 萃取反应液，用 无水硫酸镁下燥，减压蒸除溶剂后在6 0 2 0 0 目硅胶柱上以乙酸乙酯作洗脱液进行 层析，得1 8 9 浅黄色油状物( 8 2 m m o l 刈复率：8 2 ，t l c ( e t o a c ，1 0 浓硫酸乙醇溶 液喷雾显色) ：r f _ o 2 。 3 3 6 硬脂酰氯、棕榈酰氯、月桂酰氯的制备 反应方程式： o c i1 3 ( c h 2 ) n c o o h +s o c l 2 叫c 州c n 岂c l 其中：s t e a r o y lc h i o d e n = 1 6 ；p a l m “o y lc h l 町i d e n = 1 4 ：l a u r o y lc h i o r i d e n = 1 2 昔取1 0 0 m l s o c l 二加入到装育气体吸收装胃( 以浓n a o h 水溶液为啦收刺) 的 i j 烧瓶小，存氯7 i 保护f ，加入隙嗣酸( f 八睃) 4 0 9 。先在；水；符l f ，搅拌3 【) 分钟， 然后逐渐升渝令常温，继续搅 1 ：节厄叫l e 体放听，加热他之l l l 二h r ，然n 龙 f | 水j 0 出爪熊s o c l ! 、婀油船；峨爪蕉 龆f l j 纠圮包m * ，瘦体3 s g ( 8 0 p a 5 一 i o 1 4 7 ) 。产率：7 l 。 利用上述方法制得月桂酰氯2 8 9 ，产率：7 6 。性状：常温下为无色透明粘稠液体 ( 1 5 0 p a 9 9 - 1 0 0 ) 。 同法制得硬脂酰氯4 2 9 ( 5 0 p a ，1 5 6 1 5 8 ) ，产率：7 3 ，性状为无色粘稠液体。 3 3 7 3 一( 3 ，4 一二甲氧基苯甲氧基) 丙= 醇( 3 ( ( 3 ，4 - d i m e t h o x y i b 饥z y l ) 似y ) ) p r o p y 0 1 ) 阐双酯化 反应方程式见下图： 0 r 1 岜c i +h 。、 h o ， 1 0 d 鬻三盒l wl c h 2 叫2 r 1 八。一上v l 0 5 f 6 于0 将1 6 2m l ( 5 1 6 m m 0 1 ) 硬脂酰氯滴加到由6 o g ( 2 4 6 m m 0 1 ) 5 】和4 0 m l 无 水吡啶以及3 0 0 m l c h 2 c 1 2 的混合液中反应混合物在室温干燥条件下搅拌3 0 h r ， 然后加入6 0 m l 甲醇继续搅拌2 h r 终止反应。反应物过滤滤液减压蒸馏，残余物用 乙醚( 2 0 0 m l x 3 ) 溶解，将沉淀过滤除去。用饱和n a h c 0 3 水溶液( 1 0 0 m l 4 ) 洗涤醚层，加入无水硫酸镁干燥2 4 h r ，减压蒸除溶剂。残余物用e t 2 0 n h e x 孤e ( e t 2 0 n h e x a l l e = 1 ：3 ) 作淋洗剂过硅胶柱纯化。得到十八酸3 ( 3 ，4 二甲氧苄氧基 2 十八酰丙醚【6 a 】( 1 ，2 一二硬脂酰基甘油醚) 1 2 6 9 ，y = 7 1 ，白色蜡状结晶， m p = 6 1 6 3 。t c l ( 一己烷：乙醚= 4 ：1 ，荧光显色) ：r f = o 2 5 。 产物结构表征如下： a b cd9 c h 3 ( c h 2 ) 1 c i1 2 c h 2 一c 一0 一c i1 2 f 9 ，c i i 譬l c i l 3 ( c j 2 ) l l c i i ! c h 2 一c 一0 、c i i ，h j k ，( ) c l i ： o c l i ) 吲n p 1 3 c n m r ( c d c l 3 ，5 0 0 m h z ) 谱图及解析结果如下 fi il 面i 而五i 爵i 丽f i 丁；i i j 了i t 一= 化学位移帅p m峰的归属h 原子编号 2 2 6 7 ，2 4 9 0 ，2 8 6 0 ， 2 9 0 9 ，2 9 3 2 ，3 1 9 0 34 0 8 3 4 3 0 5 5 8 5 5 5 9 5 6 2 7 6 7 9 3 7 3 2 4 工l o 7 5 1 1 0 8 9 1 2 0 2 5 1 3 0 2 9 ，1 4 8 6 6 1 4 9 0 2 1 7 3 1 2 1 7 3 4 - ( h 2 ) 1 4 h 2 c h 3 o c h ， o c h ， c h ，c = o c h ，一o c = 0 c h o 一 h = ( 时) h = ( a r ) 一= ( m ) 一c = o 1 h n m r ( c d a 3 ，5 0 0 m h z ) 谱图及解析结果如下 i l 一一l 、：l 一j j c n d j 吼蛳咖。，g叩，蛳。 同样方法制得相应的棕榈酰甘油二酯：十六酸3 ( 3 ，4 二甲氧苄基氧基) 一2 - 十六 酰丙醚f 6 b 】2 1 9 ，产率：6 9 。代l ( 正己烷：乙醚= 4 ：l ，荧光显色) ：r f = o 2 4 。 3 3 8 去苄基化制备l ，2 一二硬脂酰基甘油( 1 ，2 - m s t e a m y lg l y c e r 0 1 ) 【7 - l 】 反应方程式如下 c h 2 c 1 2 h 2 0 - d d 0 o h 6g 7 将4 0 5 9 ( 1 7 5 m m 0 1 ) d d o ( 2 ，3 _ 二氯一5 ，6 一二腈基苯醌) 加入到1 2 0 9 ( 1 6 6 m m 0 1 ) 6 与7 5 m l c h 2 c 1 2 和4 m l 水构成的混合物中，反应物立即变为黑色。在室温搅 拌2 0m i n 后，过滤反应物，得到深色滤液，将滤液减压浓缩，残余物用l ：3 的乙 醚难已烷淋沈，过硅胶( 6 0 - 2 0 ( ) j ，2 5 0 9 ) 村：层析得浅黄色同体3 5 9 ( 产率：4 l ) 。 j 1 ) 制箭薄堪联忻( g f 2 5 4 ，腱j 荆：乙醚j ! l 烷= 1 ：1 ) 分离得到少陵白色产物【7 。 m p = 7 5 7 7 。r f - o 2 5 ( 乙醚：l 。已皖= l ：3 ) 。其红外l 刮i 普( k b r ) 及解析结粜如卜i 页： l l 薹篓薹鬟羹 * 。j j 。矍鼙繇翼萋嚣羹嚣醛鞭终矍攀聋凌羹 蠹再转存襄囊利；戥i 耋萋堇i 掰佯囊鹭萋= 酬焉犁。弱赫蹦裂努鞠劈错嚣划j 鸲弼琵葡雾爱肾；雩弱静、o 秸薹旨。碟嚣鞴瓢。誊型i 黔掣戮圳雾跫羹尊毽磋 诬冀j 拳蝉甚蛙蠢冀i - 一耋薹蓁磊醚冀羹雳07 # ；蓁嚣稽馨鬻墼差；i 髦垂r 嘉罄日磊羹夏型。 罚型算娃i 裂! 一自毯离靛妇萌e _ 霾涵薹 器野蘑殴殛靼 蚕髯霜；， 冀嚣；蕈l 善萎霹 墓! 咀，f a b c dp c h 3 ( c h 2 ) 1 4 c h 2 c h 2 一c o _ ( h 2f 叫3 2 h a 也寸鬯豇。爿瞄。孓址o 。三。志，三一 d s p c1 h n m r ( c d c l 3 ，5 0 0 m h z ) 谱图及解析结果如下图 d s p c1 3 c n m r ( c d c l 3 6 0 0 m h z ) 孵引及解晰结果吧下页 波数( c m 1 )对应基团 3 4 9 0 3 2 4 5 2 8 5 8 1 1 1 6 1 2 4 9 1 7 3 4 1 0 9 0 7 2 0 0 h n h l 一c h ， c o c p = 0 c = o p 0 一 一c h 2 一面内摇摆 4 4d 步分离条件的选择 因d 步产物分子量较大，沸点较高，用蒸馏法难以分离，一时又难以找到简便 ( 萃取、结晶等) 的分离方法，只能采用柱层析分离。反应进程采用t l c ( 薄层 层析) 法检测。 t l c 条件的确定： 预实验中，将反应2 4 h f 的混合液( 含有一定产物) 取样点板，以两种反应物 作为参照，先用氯仿：甲醇= 1 ：1 为展开体系，碘蒸气显色显示：反应物聚集在溶剂 前沿，说明极性偏大，调整二者比例为：氯仿：甲醇= 9 ：1 ，展丌后反应物拖尾严重。 换展开体系分别为：石油醚：乙酸乙酯= 1 ：1 ；石油醚：丙酮= 1 ：1 ；乙醚：正己烷= 1 ：1 。 分别展开，乙醚正已烷体系展开效果最好，故选用该体系作为t l c 展开体系，在 该配比下，产物r f _ o 5 。将乙醚：正己烷= 3 ：1 的配比作为柱层析体系。在该条件下， 产物r f = o 2 。 产物的柱层析分离：将4 0 0 96 0 - 1 0 0 目硅胶在1 2 0 下活化2 h r 后冷却至室温， 加入配好的洗提剂调成糊状，装入直径为5 5 m m 的玻璃层析柱中。再加入洗提剂 压实( 3 0 0 0 m l ) 。待硅胶柱上液面存有不高于3 m m 液体时将反应物加入1 5 m l 洗 提剂溶解，加入硅胶柱中。待棕色的混合液刚刚降到柱上平面以下时，缓缓倒入洗 提剂。用于净容器接取沈脱液，当t c l 检测有纯净产物流出时，换容器收集。直 至t c l