張志朋，楊兆祥，李鵬輝，張 偉

(1.昆明醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，云南 昆明 650500; 2.昆明制藥集團(tuán)藥物研究院，云南 昆明 650106)

?

燈盞花乙素和燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)研究

張志朋1，楊兆祥2，李鵬輝2，張 偉2

(1.昆明醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，云南 昆明 650500; 2.昆明制藥集團(tuán)藥物研究院，云南 昆明 650106)

燈盞花素是由燈盞細(xì)辛中提取而來的一類總黃酮物質(zhì)，其主要成分包括燈盞花乙素和燈盞花甲素。燈盞花乙素是燈盞花類藥品的主要活性成分，而目前關(guān)于燈盞花甲素和燈盞花乙素的合成方法及藥理活性的研究報(bào)道還較少。糖苷化反應(yīng)是合成燈盞花乙素和燈盞花甲素過程中的關(guān)鍵步驟，傳統(tǒng)糖苷化反應(yīng)路線較長(zhǎng)、成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)?，F(xiàn)對(duì)燈盞花乙素和燈盞花甲素合成中的糖苷化反應(yīng)進(jìn)行深入研究，優(yōu)化合成工藝。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該糖苷化反應(yīng)路線可降低成本，簡(jiǎn)化步驟，利于工業(yè)化生產(chǎn)。

燈盞花乙素；燈盞花甲素；糖苷化反應(yīng)；藥物合成

燈盞花即燈盞細(xì)辛，又名東菊，是菊科植物短草飛蓬ErigermbreviscaPus (vant.) Hand-Mazz的干燥全草，主要分布于我國西南省區(qū)，如云南、四川、貴州、廣西、湖南、西藏等。其最早記載于《滇南本草》中，1977年版《中華人民共和國藥典》一部也曾予以收載[1]。燈盞花乙素是從燈盞細(xì)辛中提取的一類天然總黃酮，其主要成分為燈盞花乙素和燈盞花甲素，以燈盞花乙素為主，含有較少量的燈盞花甲素[2]。燈盞花乙素具有多種藥理活性，可用于高血壓、血栓、心肌梗塞、腦梗、心律失常、腦缺血等心血管疾病的治療[3-7]。燈盞花甲素相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道還較少，其在心腦血管疾病方面的療效不及燈盞花乙素，但可用于老年癡呆、回流性食管炎、潰瘍等疾病的治療[8-9]。目前市售的燈盞花乙素原料藥制備主要以植物提取為主，但有提取收率低、提取成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重的缺點(diǎn)。隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，植物提取的天然燈盞花乙素已遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，因此化學(xué)合成燈盞花乙素將有著廣闊的市場(chǎng)前景。在燈盞花乙素和燈盞花甲素的合成過程中，糖苷化反應(yīng)是關(guān)鍵步驟。本文對(duì)該步糖苷化反應(yīng)進(jìn)行了大量研究，優(yōu)化了合成工藝，且經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化的合成步驟可用于工業(yè)化生產(chǎn)。本文將以實(shí)際操作為例，探討不同受體和不同催化劑對(duì)糖苷化反應(yīng)的影響。

燈盞花乙素和燈盞花甲素的結(jié)構(gòu)式如圖1所示。實(shí)驗(yàn)中所涉及的化合物的結(jié)構(gòu)式如圖2所示。

1 方法與結(jié)果

糖苷的合成一般是由糖基給體與不同受體在催化劑的作用下進(jìn)行的。在糖化學(xué)合成中，目前已發(fā)展出20多種合成糖苷鍵的方法[10-12]，但任何一個(gè)糖苷化方法的適用性都是有限的，難以滿足糖苷鍵的多樣化要求。目前最常用的糖基給體為糖基、鹵代糖基、糖基三氯乙酰亞胺酯和硫苷。文獻(xiàn)報(bào)道的糖苷化反應(yīng)方法有經(jīng)典的 Koenigs-Knorr 法[10]、相轉(zhuǎn)移催化(PTC)法[11]、糖基三氯乙酰亞胺酯法[12]、三氟化硼乙醚催化法[13]、酶催化法等[14]。

圖1 燈盞花乙素和燈盞花甲素結(jié)構(gòu)式

圖2 實(shí)驗(yàn)中所涉及化合物的結(jié)構(gòu)式

本文通過大量實(shí)驗(yàn)探索和工藝改進(jìn)，采用重金屬催化法和相轉(zhuǎn)移催化法，很好地實(shí)現(xiàn)了全乙?；包S芩素和全乙酰化芹菜素的糖苷化。該糖苷化方法收率可觀、重現(xiàn)性好、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品純度高，尤其是使用相轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行糖苷化反應(yīng)可大大降低反應(yīng)成本，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本文以貴金屬催化法(Koenigs-Knorr 法)和相轉(zhuǎn)移催化法為例，比較了二者運(yùn)用于不同受體糖苷化反應(yīng)中的差異。

1.1 不同催化劑對(duì)化合物Ⅰ或Ⅱ?yàn)樵线M(jìn)行糖苷化反應(yīng)的影響

1.1.1 重金屬鹽催化

(1)重金屬鹽催化劑在燈盞花乙素合成中糖苷化反應(yīng)的應(yīng)用[15]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物Ⅰ4.54g(0.01moL)、喹啉70mL、無水硫酸鈉9g、碳酸銀3.6g和溴代糖11.4g，15～30℃下攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加α-溴代三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯(溴代糖)2.3g，反應(yīng)6～15h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，加二氯甲烷210mL，水400mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用140mL、70mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.91g，收率67.3%，色譜純度為95%以上。反應(yīng)方程式如圖3所示。

圖3 重金屬鹽催化燈盞花乙素合成反應(yīng)式

1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)。

(2)重金屬鹽催化劑在燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)的應(yīng)用[15]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中加入化合物Ⅱ3.96g(0.01moL)，再加入喹啉60mL、無水硫酸鈉8g、碳酸銀3.2 g和溴代糖8g，15～30℃下攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加α-溴代三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯(溴代糖)2g，反應(yīng)6～15h后TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，加二氯甲烷180mL、水200mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用120mL、60mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液,加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀。減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液，再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.23g，收率63.1%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H,d,J=8.5HZ),7.36(2H,s),7.34(1H,s),6.87(1H,d,J=2.25Hz),6.84(1H,s),5.93(1H,d,J=7.69Hz),5.44(1H,t,J=9.53Hz),5.16(1H,m),5.11(1H,t,J=9.69Hz),4.78(1H,d,J=9.83Hz),3.63(3H,s),2.31(3H,s), 2.30(3H,s), 2.02(3H,s), 2.00(6H,s)。反應(yīng)方程式如圖4所示。

圖4 重金屬鹽催化燈盞花甲素合成反應(yīng)式

1.1.2 相轉(zhuǎn)移催化劑催化

(1)相轉(zhuǎn)移催化劑在燈盞花乙素合成之糖苷化反應(yīng)中的應(yīng)用[16-17]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物Ⅰ4.54g(0.01moL)、DMF90mL、碳酸鉀9g和相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 3.6g，15～30℃下攪拌10min后加入溴代糖11.4g，反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2.3g，反應(yīng)6～10h后TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，加二氯甲烷270mL、水400mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用180mL、90mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液，再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'-三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.45g，收率61.1%，色譜純度為95%以上。1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)。反應(yīng)方程式如圖5所示。

圖5 相轉(zhuǎn)移催化劑催化燈盞花乙素合成方程式

(2)相轉(zhuǎn)移催化劑在燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)中的應(yīng)用[16-17]。在干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中加入化合物Ⅱ3.96g(0.01moL)，再依次加入丙酮120mL、碳酸鉀10g，50℃下回流1～2h，待溫度降至30℃左右，加入相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 3.2g，攪拌10min左右后加入溴代糖8g，反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2g，反應(yīng)6～15h后TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，加二氯甲烷360mL、水500mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用240mL、120mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液，再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)3.83g，收率57.2%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H, d, J=8.5HZ), 7.36(2H, s), 7.34(1H, s), 6.87(1H, d, J=2.25Hz), 6.84(1H, s), 5.93(1H, d，J=7.69Hz), 5.44(1H, t, J=9.53Hz), 5.16(1H, m), 5.11(1H, t, J=9.69Hz), 4.78(1H, d, J=9.83Hz), 3.63(3H, s), 2.31(3H, s), 2.30(3H, s), 2.02(3H, s), 2.00(6H, s)。反應(yīng)方程式如圖6所示。

圖6 相轉(zhuǎn)移催化劑催化燈盞花甲素合成方程式

1.1.3 小結(jié)

化合物Ⅰ和化合物Ⅱ結(jié)構(gòu)類似，前者比后者僅在6位多一個(gè)乙酰基(吸電子基團(tuán))，使得化合物Ⅰ的7位乙酰基更容易水解，且水解后7位氧負(fù)離子進(jìn)攻碳正離子的活性更強(qiáng)。因此，化合物Ⅰ比化合物Ⅱ更容易進(jìn)行糖苷化，且收率更高。

(1)催化劑對(duì)糖苷化反應(yīng)的影響。在糖苷化反應(yīng)中，貴金屬催化劑較相轉(zhuǎn)移催化劑的收率提高了約5%，但其成本高昂，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，相轉(zhuǎn)移催化劑的加入量為原料的0.5～2個(gè)當(dāng)量，貴金屬催化劑的加入量為原料的1～2個(gè)當(dāng)量為最佳。

(2)受體對(duì)糖苷化反應(yīng)的影響?；衔铫窈突衔铫蚪Y(jié)構(gòu)很相近，但接受糖配體的活性卻有很大差別，最佳反應(yīng)條件也有很大差異。

(3)溫度對(duì)糖苷化反應(yīng)的影響。最佳反應(yīng)溫度因受體而異，經(jīng)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，糖苷化反應(yīng)的最佳溫度為20～40℃：溫度過低則反應(yīng)過慢(大于24h)，溫度過高則促進(jìn)了溴代糖、化合物Ⅰ和化合物Ⅱ的水解，不利于糖苷化反應(yīng)的進(jìn)行。

(4)糖苷化反應(yīng)體系的最佳pH值為6～8。在相轉(zhuǎn)移催化劑催化燈盞花甲素合成的糖苷化反應(yīng)中，若采用與燈盞花乙素合成糖苷化反應(yīng)一致的條件，反應(yīng)基本不會(huì)發(fā)生，或者很慢，收率極低，約為5%～10%，繼續(xù)提高催化劑量對(duì)反應(yīng)速率影響較小，或基本無影響；而升高溫度(溫度不超過40℃)或增加堿的量可使得原料中7-OH的裸露量增多，在此種情況下，反應(yīng)收率相對(duì)提高(10%～15%)，但耗費(fèi)的溴代糖量大大提高，因?yàn)樵趬A性及溫度升高的情況下，溴代糖水解增加，耗費(fèi)的溴代糖量也增加。溴代糖水解會(huì)產(chǎn)生氫溴酸，可消耗一部分堿，而在堿度不足的情況下，反應(yīng)進(jìn)行很慢或者基本不進(jìn)行。此時(shí)若再補(bǔ)充堿維持原來的堿度，可勉強(qiáng)推進(jìn)反應(yīng)進(jìn)程，但與此同時(shí)水解的溴代糖也隨之增加。如此周而復(fù)始，不僅無法大幅度提高反應(yīng)速率，反而浪費(fèi)試劑且耗時(shí)。

綜上所述，在相轉(zhuǎn)移催化劑用于燈盞花甲素合成的糖苷化反應(yīng)中，選擇另一種溶劑，另一種反應(yīng)條件來完成其糖苷化反應(yīng)，可使得最終收率相對(duì)提高。

1.1.4 討論

燈盞花乙素與燈盞花甲素唯一的區(qū)別為黃酮母核上的羥基數(shù)目不同，燈盞花乙素的6位多了一個(gè)羥基，二者活性最強(qiáng)的基團(tuán)均為7位上的羥基。而糖苷化反應(yīng)就是要在其7位上接一個(gè)全乙酰葡萄糖醛酸甲酯。理論上講，由于分子間作用力、空間位阻及鍵能的影響，酚羥基數(shù)目越多，糖苷化反應(yīng)越難進(jìn)行。但從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，相同反應(yīng)條件下，燈盞花甲素合成的糖苷化反應(yīng)更難進(jìn)行些；從重金屬鹽催化中也可以看出，燈盞花甲素合成中糖苷化反應(yīng)的收率相對(duì)低于乙素，其具體原因還需要進(jìn)一步探討。

1.2 不同催化劑對(duì)以化合物Ⅶ或Ⅷ為原料的糖苷化反應(yīng)的影響

以化合物Ⅶ或Ⅷ為原料進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，首先是合成出化合物Ⅶ或Ⅷ。以化合物Ⅰ或Ⅱ?yàn)槠鹗荚?，需?jīng)過芐氯取代、氫化還原兩步反應(yīng)才能得到產(chǎn)物，具體實(shí)驗(yàn)情況如下。

1.2.1 芐氯取代，化合物Ⅴ合成

[18]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向250mL潔凈干燥的三口瓶中加入化合物Ⅰ4.54g(0.01moL)，70mL丙酮，待原料溶解后加入2mL氯化芐，再加入3g 碳酸鉀與2g碘化鉀，50～60℃下加熱回流反應(yīng)7～9h， HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全(由于此反應(yīng)中原料及產(chǎn)物極性相似，TLC監(jiān)測(cè)很難辨別原料點(diǎn)及產(chǎn)物點(diǎn)，故選擇HPLC精密監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程)。待反應(yīng)無原料且產(chǎn)物量不再增加時(shí)停止反應(yīng)，減壓蒸去丙酮，剩余固體加入150mL二氯甲烷后搖勻，使產(chǎn)物盡量完全溶解于二氯甲烷中；抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾出的濾液無色，加水100mL，萃取，水層再分別用100mL、50mL二氯甲烷各萃取1次。合并3次萃取的二氯甲烷液并加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，濃縮物用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色晶體化合物Ⅴ(7-芐氧基- 5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮)3.35g，收率為66.7%。反應(yīng)方程式如圖7所示。

圖7 化合物Ⅴ合成反應(yīng)方程式

1.2.2 芐氯取代，化合物Ⅵ合成

參考文獻(xiàn)[19]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向250mL潔凈干燥的三口瓶中加入化合物Ⅱ3.96g(0.01moL)和70mL丙酮，待原料溶解后在攪拌下加入2mL氯化芐、3g 碳酸鉀與2g碘化鉀，50～60℃下加熱回流反應(yīng)6～8h，HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全(由于此反應(yīng)中原料及產(chǎn)物極性相似，TLC監(jiān)測(cè)很難辨別原料點(diǎn)及產(chǎn)物點(diǎn)，故選擇HPLC精密監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程)。待反應(yīng)無原料且產(chǎn)物量不再增加時(shí)，停止反應(yīng)；減壓蒸去丙酮，剩余固體加入150mL二氯甲烷后搖勻，使產(chǎn)物盡量完全溶解于二氯甲烷中；抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾出的濾液無色，加水100mL，萃取，水層再分別用100mL、50mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液,加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，濃縮物用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化晶體化合物Ⅵ(7-芐氧基- 5,4'-二乙酰氧基黃酮)2.85g，收率為64.2%。反應(yīng)方程式如圖8所示。

圖8 化合物Ⅵ合成反應(yīng)方程式

1.2.3 氫化還原，化合物Ⅶ合成

參考文獻(xiàn)[18]反應(yīng)步驟，具體操作如下:向密閉的 250mL圓底三口瓶中加入化合物Ⅴ5.02g(0.01moL)和100mL碳酸二甲酯使之溶解，再加入0.7gPd/C(10%)，減壓抽真空使三口瓶中無氧，再向三口瓶中通入高純氫氣，常溫(20～30℃)攪拌48～52h，待反應(yīng)瓶中有少量白色固體析出時(shí)停止反應(yīng)，然后加熱反應(yīng)液回流，趁熱過濾，濾液放置過夜，抽濾，干燥，得到白色晶體化合物Ⅶ(7-羥基- 5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮)3.75g，收率為91.0%。反應(yīng)方程式如圖9所示。

圖9 化合物Ⅶ合成反應(yīng)方程式

1.2.4 氫化還原，化合物Ⅶ合成

參考文獻(xiàn)[19]反應(yīng)步驟，具體操作如下：在密閉的 250mL圓底三口瓶中加入化合物Ⅵ4.44g(0.01moL)和 100mL碳酸二甲酯使之溶解，再加入0.7gPd/C(10%)。減壓抽真空使三口瓶中無氧，再向三口瓶中通入高純氫氣，常溫(20～30℃)攪拌48～52h，待反應(yīng)瓶中有少量白色固體析出時(shí)停止反應(yīng)，然后加熱反應(yīng)液回流，趁熱過濾，濾液放置過夜，抽濾，干燥，得到白色晶體化合物Ⅷ(7-羥基- 5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮)3.15g，收率為89.0%，反應(yīng)方程式如圖10所示。

圖10 化合物Ⅶ合成反應(yīng)方程式

1.2.5 化合物Ⅲ和Ⅳ合成

(1)重金屬鹽催化化合物Ⅲ的合成。參考文獻(xiàn)反應(yīng)步驟[15]， 具體操作如下：向干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物 Ⅶ 4.12g(0.01moL)、喹啉60mL、無水硫酸鈉9g、碳酸銀3.3g、溴代糖10.3g，溫度為 15～30℃，TLC跟蹤監(jiān)測(cè)反應(yīng)，攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2.1g，反應(yīng)6～

15h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全；抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，除去剩余的喹啉；加二氯甲烷180mL、水200mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用120mL、60mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液加水洗滌2～3次。二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀，蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)6.41g，收率為88.0%，色譜純度為95%以上。1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)，反應(yīng)方程式如圖11所示。

(2)重金屬鹽催化，化合物Ⅳ的合成。參考文獻(xiàn)[15]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加入化合物Ⅷ3.54g(0.01moL)、喹啉60mL、無水硫酸鈉7g、碳酸銀2.8g、溴代糖8.8g，反應(yīng)溫度為15～30℃，TLC跟蹤監(jiān)測(cè)反應(yīng)，攪拌反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖1.8g，反應(yīng)6～15h，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)是否完全。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，用稀鹽酸溶液中和濾液至pH呈中性，除去剩余的喹啉；加二氯甲烷180mL、水200mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用120mL、60mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液，加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，再次抽濾，除去無水硫酸鈉及殘余的碳酸銀，蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)5.84g，收率為87.2%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H, d, J=8.5HZ), 7.36(2H, s), 7.34(1H, s), 6.87(1H, d, J=2.25Hz), 6.84(1H, s), 5.93(1H, d，J=7.69Hz), 5.44(1H, t, J=9.53Hz), 5.16(1H, m), 5.11(1H, t, J=9.69Hz), 4.78(1H, d, J=9.83Hz), 3.63(3H, s), 2.31(3H, s), 2.30(3H, s), 2.02(3H, s), 2.00(6H, s)。反應(yīng)方程式如圖12所示。

圖11 化合物Ⅲ合成反應(yīng)方程式

圖12 化合物Ⅳ合成反應(yīng)方程式

(3)相轉(zhuǎn)移催化劑催化，化合物Ⅲ的合成。參考文獻(xiàn)[16-17]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向干燥潔凈的250mL的圓底燒瓶中依次加入化合物 Ⅶ 4.12g(0.01moL)、DMF 90mL、碳酸鉀9g和相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 3.5g，在磁力加熱攪拌器中攪拌10min，反應(yīng)溫度為15～30℃，之后加入溴代糖10.0g，TLC跟蹤監(jiān)測(cè)反應(yīng)；反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖2.0g，反應(yīng)6～10h后TLC監(jiān)測(cè)無原料。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾液無色，加二氯甲烷270mL、水400mL萃取。分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用180mL、90mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)5.47g，收率為75.1%，色譜純度為95%以上。1H-NMR (500MHz, DMSO), δ (ppm): 8.10 (2H, d, J=8.6 Hz), 7.53 (1H, s), 7.37 (2H, d, J= 8.6Hz), 6.88 (1H, s), 5.88 (1H, d, J= 7.8Hz), 5.47 (1H, m), 5.20 (1H, m), 5.10 (1H, m), 4.84 (1H, d, J=10Hz), 3.65 (3H, s), 2.33 (3H, s), 2.31 (3H, s), 2.27 (3H, s), 2.02 (3H, s), 2.01 (3H, s), 1.99(3H, s)。反應(yīng)方程式如圖13所示。

圖13 化合物Ⅲ合成反應(yīng)方程式

(4)相轉(zhuǎn)移催化劑催化，化合物Ⅳ的合成。參考文獻(xiàn)[16-17]反應(yīng)步驟，具體操作如下：向干燥潔凈的250mL圓底燒瓶中依次加化合物 Ⅷ 3.54g(0.01moL)、DMF70mL、碳酸鉀7g、相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB 2.8g，在磁力加熱攪拌器中攪拌10min后加入溴代糖8.8g，TLC跟蹤監(jiān)測(cè)反應(yīng)，反應(yīng)2h后再補(bǔ)加溴代糖1.8g，反應(yīng)6～10h后TLC監(jiān)測(cè)無原料。抽濾，濾餅用二氯甲烷洗至濾出液無色，加二氯甲烷210mL、水300mL萃取，分離出二氯甲烷層及水層，水層再分別用140mL、70mL二氯甲烷各萃取1次，合并3次萃取的二氯甲烷液加水洗滌2～3次，二氯甲烷液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干二氯甲烷，得到紫褐色溶液。再用乙醇重結(jié)晶，抽濾，干燥，得到灰白色化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)4.35g，收率為65.0%，色譜純度為95%以上。1HNMR(500MHz,DMSO),δ(ppm):8.11(2H, d, J=8.5HZ), 7.36(2H, s), 7.34(1H, s), 6.87(1H, d, J=2.25Hz), 6.84(1H, s), 5.93(1H, d，J=7.69Hz), 5.44(1H, t, J=9.53Hz), 5.16(1H, m), 5.11(1H, t, J=9.69Hz), 4.78(1H, d, J=9.83Hz), 3.63(3H, s), 2.31(3H, s), 2.30(3H, s), 2.02(3H, s), 2.00(6H, s)。反應(yīng)方程式如圖14所示。

圖14 化合物Ⅳ合成反應(yīng)方程式

2 結(jié)語

(1)催化劑對(duì)糖苷化反應(yīng)的影響。本文主要探討貴金屬催化劑與相轉(zhuǎn)移催化劑對(duì)燈盞花甲素及燈盞花乙素合成中糖苷化反應(yīng)的影響。在實(shí)際的糖苷化反應(yīng)中，貴金屬催化劑較相轉(zhuǎn)移催化劑的收率高出約5%，但其成本高昂，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)大量的實(shí)驗(yàn)探索，相轉(zhuǎn)移催化劑的加入量為原料的0.5～2個(gè)當(dāng)量，貴金屬催化劑的加入量為原料的1～2個(gè)當(dāng)量時(shí)反應(yīng)效果最佳。常用的貴金屬催化劑為碳酸銀和氧化銀，常用的相轉(zhuǎn)移催化劑為正四丁基溴化銨、正四丁基碘化銨、三(3, 6-二氧雜庚基)胺、芐基三乙基溴化銨或三辛基甲基氯化銨等。

(2)溫度對(duì)糖苷化反應(yīng)的影響。最佳反應(yīng)溫度因受體而異，筆者總結(jié)發(fā)現(xiàn)，糖苷化反應(yīng)的最佳溫度為20～40℃，溫度過低則反應(yīng)過慢(大于20h)，溫度過高則促進(jìn)了溴代糖和糖苷化受體的水解，不利于糖苷化反應(yīng)的進(jìn)行。

(3)pH對(duì)糖苷化反應(yīng)的影響。糖苷化反應(yīng)的最佳體系pH值為6～8，堿性過強(qiáng)會(huì)促進(jìn)溴代糖和糖苷化受體水解，不利于糖苷化反應(yīng)的進(jìn)行。

(4)不同催化劑作用下不同受體進(jìn)行糖苷化反應(yīng)的收率。在相同反應(yīng)條件下，化合物Ⅶ和化合物Ⅷ糖苷化反應(yīng)的收率均優(yōu)于化合物Ⅰ和化合物Ⅱ，但從化合物Ⅰ(Ⅱ)到化合物Ⅶ(Ⅷ)尚需經(jīng)過芐氯取代和氫化還原兩步反應(yīng)，使其糖苷化反應(yīng)的總收率大大降低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

不同催化劑作用下不同受體進(jìn)行糖苷化反應(yīng)收率如下所示。

(1)在不同催化劑作用下直接以化合物Ⅰ或Ⅱ所進(jìn)行糖苷化反應(yīng)的收率如下。重金屬鹽催化：合成化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為67.3%；合成化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為63.15%。相轉(zhuǎn)移催化劑催化：合成化合物Ⅲ(5,6,4'- 三乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為61.1%；合成化合物Ⅳ(5,4'- 二乙酰氧基黃酮-7-0-D-三乙酰氧基葡萄糖醛酸甲酯)的收率約為57.2%。

(2)在不同催化劑作用下化合物Ⅶ或Ⅷ為原料進(jìn)行糖苷化反應(yīng)的收率如下。重金屬鹽催化：最終合成化合物Ⅲ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率=66.7%×91.0%×88.0%≈53.4%，最終合成化合物Ⅳ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率= 64.2%×89.0%×87.2%≈51.4%。相轉(zhuǎn)移催化劑催化：最終合成化合物Ⅲ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率=66.7%×91.0%×75.1%≈45.6%，最終合成化合物Ⅳ的總收率=芐氯取代收率×氫化還原收率×糖苷化收率= 64.2%×89.0%×65.0%≈37.1%。

3 結(jié)語

化合物Ⅰ和化合物Ⅱ結(jié)構(gòu)類似，前者比后者僅在6位多一個(gè)乙酰基(吸電子基團(tuán))，這使得化合物Ⅰ的7位乙酰基更容易水解，且水解后7位氧負(fù)離子進(jìn)攻碳正離子的活性更強(qiáng)。因此，化合物Ⅰ(Ⅶ)比化合物Ⅱ(Ⅷ)更容易進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，且收率更高。貴金屬鹽催化的糖苷化反應(yīng)收率高于相轉(zhuǎn)移催化劑，但成本較高，環(huán)境污染更大，且后處理繁瑣，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。若不經(jīng)過7位的芐基取代和選擇性還原，不管是重金屬鹽催化還是相轉(zhuǎn)移催化劑催化，以化合物Ⅰ和化合物Ⅱ直接進(jìn)行糖苷化的總收率都更高。本文所述的相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)直接以全乙酰化野黃芩素或芹菜素為原料進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，具備了工業(yè)化生產(chǎn)的條件，具有潛在的藥用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值。若要開發(fā)出更合適的催化劑及收率更高的合成方法，如酶催化的生物合成法等，還需要廣大科研工作者繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張衛(wèi)東,陳萬生,孔德云,等.燈盞細(xì)辛化學(xué)成分的研究[J].中國藥學(xué)雜志,2000(8): 10-12.

[2] 張人偉,張?jiān)?王杰生,等.燈盞花黃酮類成分的分離鑒定[J].中草藥,1988,19(5):71.

[3] 周建中,雷寒,陳運(yùn)貞,等.燈盞細(xì)辛注射對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠心室及血管熏構(gòu)的影響[J].中國中西醫(yī)結(jié)合雜志,2002,22(2):122-125.

[4] 盛凈,趙佩琪,黃震華,等.燈盞細(xì)辛干預(yù)血小板、凝血功能對(duì)急性冠狀動(dòng)脈血栓形成后溶栓的影響[J].中華心血管病雜志,1999,27(2):115-116.

[5] 張永和,宋祖軍,張新睿.燈盞花乙素對(duì)腦梗死患者超氧化物歧化酶及丙二醛含量的影響[J].中國急救醫(yī)學(xué),2003,23(6):394-395.

[6] 王麗娟,王勇,李金鳴.燈盞花乙素對(duì)豚鼠心室肌細(xì)胞遲發(fā)性外向鉀電流的影響[J].中國藥理學(xué)通報(bào),2002,18(3):326-325.

[7] 張焰,陳群,丁浩中,等.燈盞花乙素注射液對(duì)腦缺血再灌注沙土鼠海馬ATP含量和ATP酶活性變化的影響[J].中國中醫(yī)結(jié)合急救雜志,2002,9(2): 92-94.

[8] 姜瑞芝,高其品,唯大員,等.芹菜素-7-O-B-D葡萄糖醛酸營在制備治療癡呆疾病藥物中的作用[P].中國:CN:200810050872.3,2008-10-29.

[9] MIN Y,YIM S,BAI K,et al.The effeets of aPigenin-7-O-B-D-glueuronoPyra noside on reflux oesoPhagitis and gastritis in rats[J].Autonomic & Autacoid Pharmacology,2005,25(3):85-91.

[10] WAGNER H,DANNINGER H,SELIGMANN,et al. Synthesis of glucuronides in the flavonoid series part 5 the 1st synthesis of a naturally occurring flavonoid di glucuronide apigenin 4 7 di-o-beta-d glucuronide and the synthesis of chrysoeriol 7 mono-o-beta-d glucuronide[J]. Chemische berichte, 1973,106(8): 2536-2541.

[11] DEMETZOS C, SKALTSOUNIS A L, RAZANAMAHEFA B, et al. Synthesis of quercetin-3-O-beta-D-glucopyranosyl-(1->2)-beta-D- xylopyranoside via ortho-ester methodology[J]. J Nat Prod,1994,57(9): 1234-1238.

[12] S T CALDWELL, A CROZIER, R C HARTLEY. Isotopic labeling of quercetin 4 0 -O-b-D-glucoside[J].Tetrahedron,2000(56):4101-4106.

[13] ELLY SMITS, JAM,B F ENGBERTS N,RICHARD M,et al.Reliable methods for the synthesis of aryl-B-D-Glucopyranosides, using boron trifluoride-diether as catalyst[J].J.Chem.Soc.,Perkin Trans.I,1996(24):2873.

[14] VIE G, CRONTD H G.Synthesis of allyl and benzyl β-d-glucopyranosides and allyl β-d-galactopyranoside from d-glucose or d-galactose and the corresponding alcohol using almond β-d-glucosidase[J].Carbohydr.Res,1995(279):315-319.

[15] 蔣忠良,朱胃遠(yuǎn),伍越環(huán),等.黃酮類天然產(chǎn)物的全合成研究[J].藥學(xué)學(xué)報(bào),1994,29(11):874-876.

[16] 陳賀.生理活性黃酮及7-O-糖基黃酮苷類化合物的合成研究[D].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué),2006.

[17] WANG YAPING,LI LIANGXI,WANG OINGLIAN. An improved phase transfer catalyzed synthetic Method for onion and rothindin[J].Synth. Commun,2001,31(22):3423-3427.

[18] 陳鐸之.燈盞花乙素合成研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2009.

[19] 吳婷.天然黃酮苷燈盞花甲素合成研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2011.

(責(zé)任編輯：尹晨茹)

Study of Scutellarin and Scutellarin Biosynthesis in Glycosidation Reaction

Zhang Zhipeng1, Yang Zhaoxiang2, Li Penghui2, Zhang Wei2

(1.The Kunming Medical University School of medicine, Yunnan 650500,China;2.Kunming Pharmaceutical Group Pharmaceutical Research Institute, Yunnan 650106,China)

breviscapine are a class of flavonoids extracted from Erigeron breviscapus its main components include scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide . Scutellarin is the main active ingredient of Erigeron breviscapus drugs, the synthesis method of apigenin-7-O-β-D-glucuronide and pharmacological studies reported in the literature are few. The key steps of scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide synthesis process is the glycosidation, traditional scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide glycosidation reaction route is long, cost is high, is not conducive to industrial production. The glycosylation of scutellarin and apigenin-7-O-β-D-glucuronide synthesis in a large number of research, to optimize the synthetic process. The glycosylation methods by test card, can be used for industry.

Scutellarin; Apigenin-7-O-β-D-glucuronide; Glycosidation; Synthesis

2014-03-25

張志朋(1987-)，男，昆明醫(yī)科大學(xué)碩士研究生，研究方向?yàn)樗幬锖铣杉八幚韺W(xué)研究。

R284.3

A

1673-2197(2014)10-0016-07