鄭海富，夏勛榮，顧佳雨，李明明，夏 炎

（1.江蘇省計量科學研究院（江蘇省能源計量數(shù)據(jù)中心）蘇州實驗室，蘇州 215121；2.江蘇省計量科學研究院（江蘇省能源計量數(shù)據(jù)中心）電離輻射與醫(yī)學工程計量研究所，南京 210023）

糖類化合物經(jīng)常以共價鍵的方式與不同種類的非糖天然產(chǎn)物綴合在一起，其中糖基部分在分子中起著生物信息儲存、轉(zhuǎn)運等作用，同時影響分子的溶解性、選擇性和生物活性[1-3]，最重要的一類就是糖和脂類相連形成的糖脂化合物。糖脂的發(fā)現(xiàn)促進了自組裝單層膜（SAM）模擬細胞表面蛋白特異性識別研究。SAM 是將合適基底放入到待組裝分子的溶液或氣氛中后，分子自發(fā)地通過化學鍵牢固地吸附在固體表面而形成的一種有序組合體，廣泛應用于巰基在硅基底的結(jié)合固定，其高穩(wěn)定性的自組裝能力和優(yōu)異的抑制非特異性識別締合性能使其在醫(yī)藥衛(wèi)生等領域具有重要的應用前景[4-7]。蛋白與糖的特異性識別作用在細胞黏附、轉(zhuǎn)運、新陳代謝和免疫應答等許多細胞的生命過程中起到重要作用，這些特異性識別作用是通過細胞表面的糖脂、糖蛋白和多聚糖物質(zhì)與凝集素蛋白的相互作用完成。

研究表明，適宜長度寡聚乙二醇（OEG）比長鏈更能有效阻抗蛋白對表面的非特異性吸附[8-9]。用含有PEG 的分子自組裝膜來阻抗蛋白非特異性吸附，推測了PEG 阻抗蛋白吸附的機理：當?shù)鞍捉咏黀EG 修飾的表面時，結(jié)合在PEG 鏈周圍的水分子被擠壓了出來，增加了PEG 分子鏈之間的空間排斥力，這樣有助于覆蓋有PEG 的表面阻抗蛋白的非特異性吸附[10]。現(xiàn)在一般趨于認為，PEG 抗蛋白非特異性吸附是由于其周圍緊密結(jié)合的水層阻止蛋白質(zhì)與表面的直接接觸面[11]，具有較強水合能力的聚乙二醇鏈，可防止可溶的生物分子例如蛋白質(zhì)的非特異性吸附。另一方面，化學改性的聚乙二醇不可促進仿生膜流動。顯然，有OEG 連接的功能配體之間，不僅可以提高配體和蛋白質(zhì)之間的流動性，增加頭基與蛋白質(zhì)的接觸面，并且能夠誘導頭基與蛋白質(zhì)在多個作用部位之間發(fā)生特異性識別結(jié)合。

據(jù)此，本文設計合成單巰基雙十六烷基醚聚乙二醇寡糖糖脂，該糖脂化合物以α-甘露糖作為糖脂頭基，OEG 作為間鏈，一條飽和十六烷基醚作為疏水尾鏈、帶有巰基的另一條尾鏈最為親水親油平衡固定鏈。該糖脂化合物具有活性好，常溫下結(jié)構穩(wěn)定，立體選擇性好，平衡固定鏈末端的巰基能夠自發(fā)結(jié)合在金等基底，可形成穩(wěn)定的SAM，在SAM 研究領域具有廣泛的應用場景，并具有抗非特異性吸附等諸多優(yōu)點[12-15]。其化學結(jié)構如圖1 所示。

圖1 單巰基雙十六烷基醚聚乙二醇寡糖糖脂結(jié)構式

1 實驗方法

1.1 儀器設備

核磁共振波譜儀（AV-500/300，Bruke）；TOF-MS 儀（LCTIM，Micromass）；集熱式恒溫加熱攪拌器（DF-101S，南京文爾儀器設備有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（R210D，杭州大衛(wèi)科教儀器有限公司）；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9053A，上海精宏實驗設備有限公司）；等等。

1.2 試劑

三乙二醇、烯丙基溴、乙醚，乙酸乙酯；二氯甲烷；四氫呋喃（THF）、無水硫酸鎂等試劑為分析純，購自中國國藥集團；三甲硅基三氟甲磺酸脂（TMSOTf）、乙醇胺、無水硫酸鈉、間氯過氧苯甲酸（MCPBA）、三氟化硼合乙醚（BF3·C2H6O）和芐基三乙基氯化銨（TEBA）等試劑為化學純，購自日本百靈威試劑有限公司；等等。整個實驗過程所需超純水通過UPH-IV 超純水系統(tǒng)制備。

1.3 單巰基雙十六烷基醚聚乙二醇寡糖糖脂合成

1.3.1 烯丙氧基三甘醇的合成（TG-Ally）

10 mL 三甘醇溶解在30 mL 干燥的THF 中，室溫下攪拌30 min 后加入3.5 g 純鈉快速攪拌1 h，滴加15 mL 烯丙基溴，繼續(xù)反應6 h。減壓蒸餾后的殘留物用30 mL 二氯甲烷溶解，用飽和NaCl 溶液洗滌，無水硫酸鎂干燥，過濾濃縮后柱層析提純得到無色油狀產(chǎn)物4 g，產(chǎn)率80%。柱層析∶硅膠：Et2O/EtOAc，1∶1。

1.3.2 烯丙氧基三甘醇?；事短呛铣?/p>

中間體2，3，4，6-O-乙?；?α-D-吡喃甘露糖三氯乙酰亞胺酯依據(jù)本文作者為第一發(fā)明人的授權專利“一種2，3，4，6-O-乙?；?α-D-吡喃甘露糖三氯乙酰亞胺酯的合成方法（ZL201510669042.9）”制備獲得。

0.5 g 2，3，4，6-O-乙?；?α-D-吡喃甘露糖三氯乙酰亞胺酯和1.25 g TG-Allyl 混合后溶解在10 mL 干燥的THF 中，室溫攪拌30 min，快速滴加125 μL TMSOTf，連續(xù)攪拌30 h 后，加入125 μL 乙醇胺分解多余TMSOT，用飽和NaCl 溶液洗滌，無水Na2SO4干燥，過濾濃縮柱層析得到無色黏稠狀產(chǎn)物0.4 g，產(chǎn)率為75%。柱層析∶硅膠：EtOAc/Petroleum（v/v=1∶1）。

1.3.3 氧丙基三甘醇酰基甘露糖合成

5 g 的烯丙氧基衍生物與10 g MCPBA 混合后溶于30 mL 的二氯甲烷中，緩慢加熱至50 ℃，維持該溫度攪拌反應24 h。利用冰水混合物冷卻至0 ℃后過濾，將濃縮后的濾液與20 mL 蒸餾水混合，利用乙醚/乙酸乙酯混合溶劑（v/v=1∶2）萃取。含水相通過減壓蒸餾獲得透明固體產(chǎn)物3g，產(chǎn)率為80%。

1.3.4 單十六烷基醚三甘醇?；事短呛铣?/p>

3 g 環(huán)氧丙基三甘醇?；事短桥c5 g 十六烷基醇依次溶解在20 mL 無水二氯甲烷中，60℃下攪拌2 h后，在氮氣氛圍下緩慢滴加3 mL BF3·C2H6O，持續(xù)攪拌12 h，反應物用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，有機相減壓濃縮后在真空箱內(nèi)干燥一整夜，得到無色蠟狀固體產(chǎn)物2 g。產(chǎn)率為70%。

1.3.5 三苯基硫雙十六烷基醚三甘醇?；事短呛铣桑ˋcM-TG-Allyl）

2 g 單十六烷基醚三甘醇?；事短枪腆w溶解在300 mL 無水DMF 中，加入7 g 三苯基十七烷基甲磺酸鹽，室溫下攪拌20 min，加入2.6 g 氫化鈉及0.5 g 的TABI，室溫下反應36 h。反應物用50 mL 的二氯甲烷稀釋，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥有機相經(jīng)過過濾、濃縮后經(jīng)柱層析分離得到白色固體2.3 g，產(chǎn)率為70%。柱層析∶硅膠：EtOAc/Petroleum（v/v=2∶1），Rf=0.43。

1.3.6 三苯基硫雙十六烷基醚三甘醇四羥基甘露糖合成

2 g AcM-TG-Allyl 溶解在34 mL 無水甲醇中，加入1 g 鈉室溫攪拌20 h，加入3.3 mL 醋酸中和，濃縮后柱層析得到白色固體0.5 g，產(chǎn)率為89%。柱層析∶硅膠：CH2Cl2/MeOH（v/v=5∶1）。

1.3.7 單巰基基雙十六烷基醚三甘醇四羥基甘露糖合成

1 g 該化合物溶解在15 mL 三氯甲烷和4 mL THF的混合溶液中，通過恒壓漏斗滴加4 mL THF，室溫攪拌0.5 h，加入0.1 g 的TEBA，40 ℃持續(xù)攪拌15 h。反應液飽和NaCl 水洗滌后，有機相減壓蒸餾濃縮通過柱層析得到無色透明黏稠液體，放置冷凍室內(nèi)3 h，得到白色蠟狀固體產(chǎn)品0.6 g，產(chǎn)率為65%。柱層析∶硅膠：EtOAc/CH3OH（v/v=8∶1），Rf=0.43。

2 結(jié)論

本文針對寡糖糖脂化合物在化學法合成過程中涉及眾多羥基、醚鍵、巰基活性、催化劑選擇及極低產(chǎn)率等系列等問題，通過改善和提高兩親性含巰基寡糖糖脂的合成步驟和產(chǎn)率，創(chuàng)新了單巰基雙十六烷基醚聚乙二醇間鏈寡糖糖脂的合成方法，解決糖基供體鹵代糖的穩(wěn)定性差，不易保存、不易獲得具有潛在藥用價值糖苷化試劑的問題。合成的新型單巰基雙十六烷基醚聚乙二醇寡糖糖脂具有活性好，常溫下結(jié)構穩(wěn)定，立體選擇性好，形成的SAM 膜穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，相應的合成方法也可用于合成系列單雙巰基、可變烷基鏈級聚乙二醇間鏈等寡糖和多糖，在糖綴化合物合成研究領域有重要的作用。

致謝

本論文的前期實驗數(shù)據(jù)整理、調(diào)研、撰寫及后期的修改除文中所列作者的貢獻外，還得到了南京工大膜設計研究院有限公司楊梅高級工程師的大力協(xié)助，在此一并表示感謝。同時，該調(diào)研工作得到了江蘇省市場監(jiān)管局科研項目《基于腫瘤細胞表面糖簇特異性識別的蛋白納米門控釋藥競爭性靶向精準治療體系構筑及性能研究》資金支持（項目編號：J2022011）。