玫瑰红景天活性成分络塞维的合成研究

　　[摘要]目的：建立一种玫瑰红景天活性成分络塞维的合成方法，并进行工艺优化。方法：以肉桂醇为原料，与2,3,4,6-四-O-乙酰基-α-D-吡喃溴代葡萄糖进行糖苷化反应，脱保护得肉桂醇基-O-β-D-吡喃葡萄糖苷，并通过保护与脱保护策略将其改造成糖受体，与2,3,4-三-O-乙酰基-β-L-溴代阿拉伯糖进行合成，最后脱保护得络塞维。结果：通过该方法合成了二糖苷类化合物络塞维，其结构经核磁共振氢谱(1H-NMR)和核磁共振碳谱(13CNMR)表征。结论：合成方法反应条件温和、操作简单、成本低，获得的产物和关键中间体可用于相关化合物的深入研究。

　　[关键词]玫瑰红景天;络塞维;三苯基氯甲烷;合成

　　络塞维为肉桂醇基-O-6-O-(α-L-吡喃阿拉伯糖基)-β-D-吡喃葡萄糖苷，是由肉桂醇与蚕豆糖所构成的二糖苷。络塞维是天然抗氧化药物玫瑰红景天RhodiolaroseaL.的活性成分和指标性成分[1]。据文献报道，其具有抗疲劳、抗辐射、抗氧化、抗癌、增强免疫、改善学习记忆能力等多种药理活性[2-5]，应用前景广阔。络塞维主要是从玫瑰红景天中提取、分离、纯化后制备[6]，但含量仅为0.21%～0.55%[1]，使得分离纯化难度大、成本高，有必要进行化学合成。

　　目前，络塞维的合成方法主要有2种[7-9]：1)Msashi等[7]将D葡萄糖与丙烯醇通过固定化β-葡萄糖苷酶催化成苷，然后通过保护与脱保护策略，得到烯丙基-2,3,4-三-O-苯甲酰基-β-D-吡喃葡萄糖苷，再与溴代阿拉伯糖反应，最后与苯基硼酸反应，脱苯甲酰基保护基得络塞维。但该方法使用的丙烯醇为剧毒、管制药品，醋酸钯和固定化β-葡萄糖苷酶价格昂贵，且须经过2次苯甲酰基保护的二糖苷的分离，操作繁琐。

　　2)另一种思路是通过糖6位羟基暴露的D-吡喃葡萄糖受体与L-吡喃阿拉伯糖供体合成二糖中间体，再将其制备成二糖供体与肉桂醇进行糖苷化反应，最后脱保护基得络塞维。但是在二糖中间体合成过程中副产物多，分离困难，且进一步制备二糖供体时收率大大降低，很难得到。

　　本研究以肉桂醇为原料，与全乙酰-αD-溴代葡萄糖进行成苷反应，经脱乙酰基保护获得肉桂醇基-O-β-D-吡喃葡萄糖苷，接着用三苯基氯甲烷对糖的6ʹ位羟基选择性保护、其他位羟基乙酰化保护及脱糖6ʹ 位保护基，特异性地将糖6ʹ位伯羟基暴露，再与全乙酰-β-L-溴代吡喃阿拉伯糖成苷，最后脱乙酰保护基得到络塞维。

　　本方法充分考虑糖类化合物合成过程中的区域选择性和立体选择性，收率较高，且未见文献报道。获得的产物和关键中间体可用于相关化合物的深入研究。本研究还可为苯丙素糖苷类化合物的制备提供参考，有助于该类天然产物在医药领域的进一步应用。

　　1材料

　　ASCEND-400型核磁共振仪(瑞士Bruker公司);WZZ-2B型半自动旋光仪(上海精密科学仪器有限公司);RE52AA型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);JM-B5002型电子天平(余姚市纪铭称重校验设备有限公司);X-5型显微熔点测定仪(巩义市科瑞仪器有限公司);LC20AT型制备液相色谱仪(日本岛津公司);Cosmosil5C18AR-II型制备色谱柱(250mm×10mm，5μm，日本NacalaiTesque公司)。浓硫酸、乙酸酐、甲醇(北京化工厂);甲醇钠(AcrosOrganics公司);33%溴化氢乙酸溶液(33%HBrCH3COOH)、三苯基氯甲烷(北京伊诺凯科技有限公司);Ag2CO3(天津福晨化学试剂厂);肉桂醇(阿拉丁试剂上海有限公司);D-葡萄糖、L-阿拉伯糖(阿达玛斯试剂有限公司);薄层色谱(TLC)板G(青岛海洋化工有限公司)。

　　2方法与结果

　　2.11,2,3,4,6-五-O-乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖(化合物1)的合成取乙酸酐11.5mL、浓硫酸30μL，置于圆底烧瓶中，冰浴条件下，加入D-葡萄糖4.0g，搅拌反应1h，撤除冰浴，室温继续反应3h，TLC监测至反应完全，反应液用二氯甲烷50mL萃取3次，收集、合并有机相并用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，滤除硫酸钠后，将有机相减压浓缩得白色粉末，收率为93.7%，熔点为112~114℃，与文献报道一致[10]。

　　2.22,3,4,6-四-O-乙酰基-α-D-溴代吡喃葡萄糖(化合物2)的合成取化合物18.0g用二氯甲烷10mL搅拌溶解，加入33%HBr-CH3COOH溶液5mL，室温反应2~3h，TLC监测至反应完全，反应液分散于适量冰水中，收集有机相，水相用二氯甲烷15mL萃取3次，合并有机相并用水洗至中性，无水硫酸钠干燥，滤除硫酸钠后，减压回收溶剂，甲基叔丁基醚结晶，得白色晶体，收率为87.6%，熔点为86~88℃，与文献报道一致[11]。

　　2.3肉桂醇基-O-2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D吡喃葡萄糖苷(化合物3)的合成取肉桂醇1.3g用二氯甲烷20mL搅拌溶解，加入Ag2CO32.0g，化合物26.6g，避光室温反应过夜，TLC监测至反应完全，抽滤，滤饼用二氯甲烷洗1次，合并滤液，减压回收溶剂，得粗产物，直接投入2.4项下反应。

　　2.4肉桂醇基-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(化合物4)的合成将化合物3粗产物以5倍量甲醇于圆底烧瓶中搅拌溶解，加入适量甲醇钠调pH8~9，室温反应4h，TLC监测至反应完全，加适量阳离子交换树脂调pH6~7，滤除阳离子交换树脂，减压回收溶剂，柱色谱分离(二氯甲烷-甲醇，12:1)，得白色粉末，收率为54.7%，熔点为98~99℃。

　　2.5肉桂醇基-O-6-O-三苯基甲基-β-D-吡喃

　　葡萄糖苷(化合物5)的合成参考文献方法[13]，取化合物41.0g置于圆底烧瓶中，用吡啶5mL搅拌溶解，加入三苯基氯甲烷1.4g，于50℃下反应7h，TLC监测至反应完全，降温至室温后投入2.6项下反应。

　　2.6肉桂醇基-O-2,3,4-三-O-乙酰基-6-O-三苯基甲基-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成(化合物6)向2.5项下体系中加入乙酸酐1.9mL，4-二甲氨基吡啶(DMAP)20mg，室温搅拌过夜，TLC监测至反应完全，将反应液分散于适量冰水中，用二氯甲烷10mL萃取3次，合并有机相，冰水和适量的稀盐酸各洗2次至弱酸性，最后用冰水洗至中性，无水硫酸钠干燥，滤除硫酸钠后，减压回收溶剂，柱色谱分离(石油醚乙酸乙酯，5:1)，得黄色糖浆状物质，收率为76.4%。1H-NMR(CDCl3，400MHz)δ：7.44(8H，d，J=7.6Hz，H-5，9，3ʹʹ，7ʹʹ，9ʹʹ，13ʹʹ，15ʹʹ，19ʹʹ)，7.34(8H，dd，J=7.2，14.8Hz，H-6，8，4ʹʹ，6ʹʹ，10ʹʹ，12ʹʹ，16ʹʹ，18ʹʹ，)，7.26(4H，t，J=7.2Hz，H-7，5ʹʹ，11ʹʹ，17ʹʹ)，6.68(1H，d，J=16Hz，H-3)，6.41(1H，dt，J=5.6，16.0Hz，H-2)，5.25(1H，t，J=9.6Hz，H-3ʹ)，5.18(1H，t，J=9.6Hz，H-4ʹ)，4.96(1H，t，J=8.0Hz，H2ʹ)，4.92(1H，d，J=8.0Hz，H-1ʹ)，4.51(1H，dd，J=5.2，13.2Hz，H-1)，4.36(1H，dd，J=6.0，13.6Hz，H-1)，3.91~2.87(3H，m，H-5ʹ，6ʹ)，2.05(3H，s，glc-4ʹ-OAc)，1.95(3H，s，glc-3ʹ-OAc)，1.72(3H，s，glc-2ʹOAc)。13C-NMR(CDCl3，100MHz)δ：170.1(glc-2ʹ-OAc)，169.6(glc-3ʹOAc)，169.1(glc-4ʹ-OAc)，143.9(C2ʹʹ，8ʹʹ，14ʹʹ)，136.7(C-4)，132.4(C3)，129.1(C-6，8)，128.7(C-4ʹʹ，6ʹʹ，10ʹʹ，12ʹʹ，16ʹʹ，18ʹʹ)，128.4~128.3(C-7，3ʹʹ，7ʹʹ，9ʹʹ，13ʹʹ，15ʹʹ，19ʹʹ)，127.5(C-5ʹʹ，11ʹʹ，17ʹʹ)，126.9(C-5，9)，126.0(C-2)，99.3(C-1ʹ)，86.3(Ph3-C)，73.0(C-3ʹ)，72.4(C-5ʹ)，71.7(C-2ʹ)，69.4(C-4ʹ)，68.6(C1)，61.8(C-6ʹ)，20.9(glc-4ʹ-OAc)，20.8(glc-2'-OAc)，20.6(glc-3ʹ-OAc)。

　　2.7肉桂醇基-O-2,3,4-三-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成(化合物7)取化合物61.0g用二氯甲烷10mL搅拌溶解，加入冰醋酸2.5mL，于−20℃下滴加33%HBr-CH3COOH溶液195.8μL，并在此温度下继续反应2h，TLC监测至反应完全，将反应液分散于适量冰水中，收集有机相，水相用二氯甲烷5mL萃取3次，合并有机相，并用冰水洗至中性，无水硫酸钠干燥，滤除硫酸钠后，减压回收溶剂，柱色谱分离(石油醚-乙酸乙酯，2:1)，得无色糖浆状物质，收率为70.8%。

　　1H-NMR(CDCl3，400MHz)δ：7.38(2H，d，J=7.2Hz，H-5，9)，7.33(2H，t，J=7.2Hz，H-6，8)，7.26(1H，t，J=7.2Hz，H-7)，6.60(1H，d，J=16.0Hz，H-3)，6.23(1H，dt，J=6.4，16.0Hz，H-2)，5.27(1H，t，J=9.6Hz，H-3ʹ)，5.07(1H，t，J=9.6Hz，H-4ʹ)，4.99(1H，dd，J=8.0，9.6Hz，H-2ʹ)，4.66(1H，d，J=8.0Hz，H1ʹ)，4.54~3.53(5H，m，H-1，5ʹ，6ʹ)，2.12(3H，s，glc-2ʹ-OAc)，2.07(3H，s，glc-4ʹ-OAc)，2.06(3H，s，glc-3ʹOAc)。13C-NMR(CDCl3，100MHz)δ：171.7(glc-2ʹ-OAc)，170.3(glc-3ʹOAc)，169.6(glc-4ʹ-OAc)，136.4(C4)，133.0(C-3)，128.7(C-6，C-8)，128.0(C-7)，126.5(C-5，C-9)，124.7(C-2)，99.7(C-1ʹ)，75.5(C-3ʹ)，74.1(C-5ʹ)，71.5(C-2ʹ)，69.9(C4ʹ)，68.9(C-1)，63.0(C-6ʹ)，20.8(glc-2ʹ-OAc)，20.8(glc-4ʹ-OAc)，20.6(glc-3ʹ-OAc)。

　　2.8肉桂醇基-O-2,3,4-三-O-乙酰基-6-O-(2,3,4-三-O-乙酰基-α-L-吡喃阿拉伯糖基)-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成(化合物8)取化合物70.4g用二氯甲烷6mL搅拌溶解，加入Ag2CO30.2g，2,3,4-三-O-乙酰基-β-L-溴代吡喃阿拉伯糖0.5g(制备同2.1、2.2项下方法)，避光室温反应过夜，TLC监测至反应完全，抽滤，滤饼用二氯甲烷洗1次，减压蒸干溶剂，制备液相色谱法分离(甲醇-水，7:3)，得化合物8，收率为62.7%。

　　3讨论

　　3.1化合物1的合成

　　以葡萄糖为原料，浓硫酸为催化剂，乙酸酐为酰化试剂，合成全乙酰-α-D-吡喃葡萄糖。在D-葡萄糖投料4.0g，浓硫酸用量为30μL的条件下，以室温反应完全所需时间和收率为指标，考察葡萄糖-乙酸酐投料比分别为1:3.5、1:4.5、1:5.5、1:7.0，结果表明，化合物1收率分别为65.6%、91.9%、93.7%、94.6%，反应时间分别为18.0、5.0、3.0、2.5h。综合成本和效率，以葡萄糖-乙酸酐1:5.5为最佳条件。3.2化合物2的合成用33%HBr-CH3COOH溶液对化合物1进行溴代反应，葡萄糖1.5g用33%HBrCH3COOH溶液1mL反应完全，且产率较高。溴代糖常温易分解，后处理需在低温下进行，用甲基叔丁基醚结晶。

　　3.3化合物4的合成

　　将2.3项下粗产物在碱性条件下与甲醇进行酯交换反应，不同用量的甲醇对反应完成时间和收率有影响，甲醇用量增加，反应时间缩短，产率提高。综合成本和效率，选用5倍量甲醇进行反应。

　　3.4化合物8的合成

　　化合物7在Ag2CO3催化下与2,3,4-三O-乙酰基-β-L-溴代吡喃阿拉伯糖进行亲核取代反应，合成糖苷，考察各反应物的投料比对产物收率的影响。结果表明，随着Ag2CO3和溴代阿拉伯糖投料量的增加，反应收率增加，但变化幅度不大。从节约成本的角度，选择化合物7-Ag2CO3-三乙酰溴代阿拉伯糖投料比为1:0.75:1.5，收率为62.7%。

　　3.5化合物9的合成

　　同化合物4的合成，用甲醇和甲醇钠脱乙酰基保护，但为了防止脱保护过程中二糖链断开，应加大甲醇的用量(10倍量)，使其在短时间内快速反应完全。

　　4结论

　　近年来，研究者们逐渐认识到寡糖及糖苷类化合物的生物学意义，寡糖类化合物的化学合成技术也快速发展。大量的天然产物的糖基部分存在诸如龙胆二糖、芸香糖、蚕豆糖等1→6连接二糖，但是合成报道较少，因此，探索一条区域选择性和立体选择性高的路线合成1→6连接二糖具有一定的研究意义。本研究在合成络塞维的过程中，用三苯基氯甲烷对葡萄糖的6ʹ位伯羟基进行选择性保护，脱保护后6ʹ位羟基裸露从而合成1→6连接糖苷键。三苯基氯甲烷基团庞大，使用其作保护基团具有选择性高、保护基团产物稳定和保护基团容易脱去的优点。

　　食品论文投稿刊物：《食品工业科技》是国家轻工业联合会(原国家轻工业部)主管，北京市食品工业研究所主办。在中国食品行业具有权威性，代表着中国食品工业发展水平。 内容：集市场分析，技术探讨于一身，市场分析包括：权威导航，行业观潮，法规前沿，安全视角，互动平台，展会风景线，企业先锋，资讯纵横等，文章以宏观分析为主，旨在为企业决策者了解市场，拓展思路提供帮助。

　　本研究使用三苯基氯甲烷作为保护基团合成络塞维具有创新性，以期能够为相关二糖的合成研究工作提供新思路。络塞维有广泛的生物学活性，本研究制备糖基供体后，在成苷反应中通过7步合成络塞维，总产率为15.92%。与文献相比虽然未能缩短合成步骤，但实验成本大大降低，且条件温和、操作简单，对人体的危害和环境的污染影响较小，具有良好的工业化前景。需要说明的是，在化合物8的合成过程中，由于样品量较少，采用了制备液相进行分离，如后期大量制备可进一步探索硅胶柱色谱法进行分离。

　　参考文献：

　　[1]卢义德，姚欣，张囡，等.HPLC法测定玫瑰红景天中3种有效成分的含量[J].西北药学杂志，2009，24(6)：452-453.

　　[2]张慧云，马朝阳，王洪新.玫瑰红景天提取物rosavin抗疲劳作用的实验研究[J].食品工业科技，2013，34(6)：357-359.

　　作者：钟婷，胡亚丹，苏进，杨淑珍，何贝桥，张园园*