L-核糖的合成

第31卷第5期武汉工程大学学报Vol.31 No, 52009年05月J. Wuhan Inst. T ech.May 2009文章编号:1674 - 2869(2009)05 - 0018-03L-核糖的合成奚强,李俊,林YY,丁友反，刘 裴,郭志荣,张 晓(武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉430074)摘要:以L阿拉伯糖 为原料,经过钥酸盐类催化剂发生C-2立体异构化反应.生成以M。为中心的络合物，C1的酰基与苯胺反应得到糖胺.糖胺在苯甲酸条件下分解得到L核糖,收率为30%,用H NMR和元素分析对产物进行了表征.关键词:L-阿拉伯糖;钼酸盐类;立体异构化;L-核糖中囝分类号:0629.71文献标识码:A司生产;CHNOS型元素分析仪，Varian公司生0引言产; SHB23循环水式真空泵,巩义市予华仪器厂L-核糖是一种与生物遗传有关的重要的糖生产;旋转蒸发器RE-52C,巩义市予华仪器厂生类,在生理上具有十分重要的作用,是各种核糖核产;集热式恒温加热磁力搅拌器,DF-101S,巩义市酸(RNA)和各种核苷酸辅酶的组成糖,还广泛用予华仪器厂生产.于食品、化妆品行业.近年来,随着基因工程研究1.2 L核糖的合成步骤及方法的逐步深人,1核搪及其衍生物在医药中的应用a.在1 000 ml.三口瓶中加入去离子水报道日益增加(+2],人们发现L-核糖核昔类化合物400 mL,搅拌下加入三氧化钼1.3 g,搅拌均匀后，具有显著的生理活性,在抗肿瘤抗艾滋病药物研再加入阿拉伯糖100 g, 投料毕,外加热使内温慢.究中显示了极大的优越性，比D-核糖核昔类化合慢上升至95 C后保温6~8 h,降温至20 C过滤，物的毒性低.L-核糖核昔活性成分的药物在癌症、滤饼用少量纯水洗涤，合并滤液低于或等于65 C乙肝、过敏等疾病的治疗方面有极大的应用潜力.下减压浓缩蒸尽水,加入甲醇160 mL搅拌加热至.L-核糖应用面的不断扩大,全球L-核糖的需求量60C,10~20min,使糖充分溶解后冷却至常温放逐年增加,与广泛存在于天然化合物中的D-核糖置结晶24h以上.相比,L-核糖在自然界和生物体内并不存在,确定b.次日抽滤,滤饼各用冷甲醉50~80 mL洗了L-核糖是极为昂贵的稀有糖类.因此人们对制.涤,抽干,收集滤液,滤液减压于65 C下蒸尽甲备L-核糖方法的研制兴趣日益浓厚,以期寻找适醇，加入水45mL搅拌加热至50C,用质量分数为合工业化生产的L核糖. L-核糖的合成是一个在5%盐酸中和至pH为6~6.5,冷却至40~30 C，有机合成中富有挑战性的课题,研究与开发各种加入已事先备好(20 mL95%乙醇与25 g新蒸苯合成方法十分活跃,分别有以L-阿拉伯糖、L木.胺混合液),于(35士3)C搅拌100 min,保温毕,降糖.D-核糖及非糖类化合物为原料来合成L-核糖温至5 C以上,放置12 h以上,次日抽干,用冷的不同方法,但是其收率不高(].本实验研究出一25%(质量分数)乙醇约50 mL浸洗糖胺,抽干,得种以廉价易得的L-阿拉伯糖为原料来合成L-核糖淡黄色固体50 g.的高收率的新方法.c.在500 mL三口瓶中加入糖胺45 g左右,纯水250 mL,5%(质量分数)稀盐酸1.2~1.3 mL,1实验部分于室温下搅拌10 min,加入甲苯100 mL,苯甲酸1.1 试剂及仪器6.5g继续搅拌10 min,再加人苯甲醛60 mL,加试剂:如无特殊说明,均为分析纯.热中国煤化工净置15 min分层，仪器:300 MHz核磁共振仪,美国Varian 公收集G下蒸干,得35 gYHCNMHG收稿日期:2009-01 -05作者简介:奚强(1964-).男 ,湖北浠水人,副教授,博士,硕七研究生导师.研究方向:医药中间体和功能材料的合成第5期奚强,等:L-核糖的合成1左右油状物.用甲醇溶解后,常温重结晶,析出大发生C-2立体异构化反应. Abe-4等人在二甲基量白色固体,过滤即得产物，在50 C真空干燥得甲酰胺中,以钼与2,4-戊二酮的络合物为催化白色片状晶体(30 g,收率30 %,熔点80~82 C，剂,研究了戊醛糖与己醛糖的C-2立体异构化与L-核糖标准物所测一致). 'H NMR(D2O)8:反应.类似的研究还有:在水介质中D-阿拉伯.3154(m,1H,CH-3),3. 72 (m,1H,CH-2),3. 93糖催化立体异构化为D-核糖[5]; Bilik[6]等人研(m, 1H,CH-4),4.11 (d,2H,CH-5).4. 95 (d,究D-[1-H]葡萄糖等戊醛糖的C-2立体异构化1H,CH-1).元素分析结果:实测值(理论值)/%,反应生产D-[2-H]甘鳄糖,也采用钼酸盐类催C:39.89(40. 00)，H:6. 70 (6. 71),O:53. 41化剂;Hayes等人”应用'C及D标记的化合物(53.29),以上数据符合产物结构特征.与"C NMR表征证明了Bilik 等人所述的1,2位氢原子的迁移是有C-C键的重排所引起的. .2结果与讨论如图1所示: C-2,C-3和C-4上的羟基氧原子2.1反应的机理与两个钼酸盐分子形成络合物(2);(2)再重排在异构化中，在催化剂作用下L-阿拉伯糖为C-1和C-2互为对称的过渡态(3);(3)的C-1的C-1与C-2位的似平伏键的羟基与钥形成络与C-3之间成键,形成C-2的立体异构体(4),合物,然后L-阿拉伯糖再发生C-1与C-2上的苯胺与(4)中C-1上的羰基反应,而以钼为中心氢原子的分子内交换.早在80年代,人们就开的的配合物之间的键断裂，则形成了席夫碱始研究在催化剂作用下的立体异构化法合成L(5),(5)在酸性条件下，分解成L-核糖溶解在核搪.在钼酸等催化剂的作用下,糖类化合物可水中.采用的工艺路线如图1所示.HO、=CM=OHonK OHMoO,HOH,CHOH,C- ;)HH(1(2H。NDNHM=0HOwH.O/H. OHCcooH H-- OHHOH,C一“HOOHHO一-HCH.OH(4(5(6)團1 L核糖的合成路线Fig.1 The synthesis route of L- ribos2.2收率 的影响因素2.2.1形成以Mo为中心的络合物对产率的影响在第一步反应中,如图1所示,由(1)生成(4)的可逆反应中,反应温度为回流温度,溶剂为水,考6,察不同反应时间下的产率,结果如图2所示.由图“反应时间13可知,时间过短,配合物的形成与立体异构化不充圄2反应时 间对产率的影响分,使得产率不高,而时间过长会发生正向反应与Fig.2 Reaction time of the yield其副反应的竞争反应,使得产率有所下降,因此最加.当反应体系在碱性范围时,随pH值的增加,产佳拆分时间为6~8 h.物的收率减少.从试验结果(如图3所示)可以看2.2.2糖胺的生成对收率的影响在 反应生成糖出p中国煤化工当pH值过高或胺过程中,在加入苯胺之前，用质量分数为5%盐过低YHCNMHG可能是在过酸酸调节pH值,在其他条件与试验部分相同的情况或过碱条件下，配合物不稳定,不利于糖胺的形下,考察了pH值对收率的影响.由图3可知,当成.因此在加苯胺之前，用5%的盐酸调节的最佳pH在酸性范围内,随pH值增加,产物的收率增pH值范围为6~6.5.20武汉工程大学学报第31卷O,0' ) .molybdenum( IV) An Improved Procedure for35[C-2 Epimer Preparation. Chem Pharm Bull, 1980.28(4):1324.[5] Spevacek v, Prehik, Stuchik J. Stanoveni akivity aselektivity heterogennich hydrogenachich katalyzatoru z35455565..7.5859510.5celkove spotreby vodiku[J]. Chem Asbstr, 1992, 122:圉3pH值对产辜的影响56389r.Fig.3 pH value of the yield[6] Bik V, Petrus P, Tarkas V. Reactions of sacharidescatalyzed by molybdate ions. XI. Oxidative degradation3结吾of D-galactose phenylhydraxones. [J] Collecet CxechChem Commun, 1978,43:1163.以L-阿拉伯糖经过形成配合物后立体异构7] Hayes M L, Pennigs N J, Serianni A. Epimerization of化与苯胺生产糖胺、分解三步反应合成出了L-核aldoses by molybdate involving a novel rearrangement of糖,其经过熔点测定、H NMR与元素分析的表the carbon skeleton[J]. s J Am Chem Soc, 1982, 104:征,数据与文献一致.生产成本低,工艺简单,产率6764.高适合大规模工业生产. ._8] 韩素辉,樂桂荣,李永.2-脱氧-L-核糖的合成方法研究概况[J].有机化学,2005.25(5) :526-531.参考文献:9] 渠桂荣，韩素辉,耿明伟,等. L-核糖的合成[J].化学[1] ChuC K, Ma T W,ShanmuganathanK A. Use of 2~通报,2005,10:761-765.fluoro-5- methyl-fL arabinofuranos- yluracil1s a[10] Masao A, Daichi O, Yoshinori T, etal. A Practicalnovel antiviral agent for hepatitis B virus anSynthesis of L-Ribose[J]. Chem Pharm Bull, 2002,Epstein-Barr virus [J]. Agents chemother, 1995, 3950(6) :866-868.(4) :979.[11]祁世波， 张卫红,冯亚青. L-核糖的化学合成[J].精[2] Varaprasad C V，Averett D，Ramasamy K s.细化工,2007 ,32(1):69-71.Synthesis and structural studies of monocyelic 4'-[12]邓达,卓超,陈友. 2-脱氧-L~核糖的合成方法进展Aza-L-Nucleosides[J]. 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The complex compound was obtained with thecentralof Mo, the C1 acyI group took the reaction with aniline and obtained the osamine, whichdecomposed into L-ribose under the benzoic acid condition with overall yield of 30%,H NMR andelemental analysis of the product were characterized.中国煤化工Key words: L-arabinose moly bdate catalyst;three dimensicFYHCNMH(本文编辑:张 瑞