D_氨基葡萄糖衍生物的研究进展

第18卷第1期

化 学 研 究V o.l 18 N o .12007年3月CHE M I CAL RESEARC H M ar .2007

D -氨基葡萄糖衍生物的研究进展

赵永德1,王晓焕1,2

(1.河南省科学院化学研究所,河南郑州450002;2.河南大学化学化工学院,河南开封475001)

收稿日期:2006-12-01.

作者简介:赵永德(1959-),男,研究员,研究方向为有机合成.E O m ai:l wxh0377@.

摘 要:D -氨基葡萄糖作为甲壳素的最终降解产物参与构造人体组织和细胞膜,是蛋白多糖大分子合成的中间

物质,具有多种生物活性.其分子内有多个反应中心(4个-OH 和1个-NH 2),对其进行化学修饰后可广泛应用

于生物医药领域.作者综述了D -氨基葡萄糖衍生物的研究进展.

关键词:D -氨基葡萄糖;衍生物;生物活性;医药;综述

中图分类号:O 629.11文献标识码:A 文章编号:1008-1011(2007)01-0108-04

Recent Progress in St udy of D -G l ucosa m i ne Derivatives

Z HAO Yong -de 1,WANG X iao -huan 1,2

(1.In stit u te of Che m ist ry,H e nan Acad e my o f S cie n ces ,Zh e ngzhou 450002,H e nan,China;

2.C olle g e of Che m ist ry and Che m ic a l Engineeri ng,H enan Un iversit y,K ai feng 475001,H e nan,C hina )

Abstract :A s ch itin s 'fi n al degradation produc,t and as part o f hu m an tissue and cellm e m brane co m po -

nen,t D -g l u cosa m i n e is the i n ter m ed iate in the synthesis o f pr o teog l y cans .It has lots of b i o log ica l ac -

ti v ity .There are several reacti o n centers(four hydroxy ls and one a m i d o)i n the m olecu l e ,and a fter

che m ica lmodifica ti o n ,D -g l u cosa m i n e derivatives can be w ide ly used i n the field o f biology and m ed-i

c i n e .The recent pr ogress in study o f D -g l u cosa m i n e derivati v es is rev ie w e

d .

Keywords :D -g l u cosa m i n e ;derivati v e ;b iolog ical acti v ity ;m edic i n e ;rev ie w

D -氨基葡萄糖作为甲壳素的最终降解产物,不仅具有治疗关节炎、消炎、刺激蛋白多糖的合成等活性,而且可以活化NK 、LAK 细胞,具有免疫调节作用.并参与构造人体组织和细胞膜,是蛋白多糖大分子合成的中间物质.由于此类化合物具有生理活性,因此在医药、生物领域应用较为广泛,相关领域的研究也受到越来越多的重视.D -氨基葡萄糖分子内有多个反应中心(4个-OH,1个-NH 2),故可制备成种类繁多的相关衍生物,并广泛应用于寡糖、多糖的生物、化学合成.自1898年首次报道N -乙酰氨基-2-脱氧-D -葡萄糖以来,国外迅速开展了其相关衍生物的合成、性质和生理活性、生物功能的研究,并在20世纪六七十年代达到高潮.但迄今为止国内相关研究工作报道并不多.为此,作者就国内外D -氨基葡萄糖衍生物的合成及其在医药、生物领域的应用情况作一概述,并对其潜在的应用前景进行了展望.

1 D -氨基葡萄糖盐类衍生物

D -氨基葡萄糖盐类衍生物主要是氨基葡萄糖盐酸盐和硫酸盐.

D -氨基葡萄糖盐酸盐是一种海洋生物制剂,具有参与肝肾解毒、抗炎、护肝、抗菌以及治疗风湿性关节炎症和胃溃疡等疾病的作用[1],难以用化学方法合成,通常通过甲壳素/壳聚糖经水解为单糖而制得.而硫酸氨基葡萄糖则是目前国际上治疗和预防骨性关节炎的药物,国内已从意大利进口,中文商品名为维骨力.2 D -氨基葡萄糖及其衍生物的金属配合物

自从1969年Rosonber g 发现铂氨配合物有抗癌活性以来,人们一直在寻求氨的替代物以减小其毒性.

第1期赵永德等:D-氨基葡萄糖衍生物的研究进展109

D-氨基葡萄糖是高等动物糖蛋白链上一个重要的单糖,具有多种生物活性,特别是对肿瘤细胞具有较好的杀伤作用,而对人体正常细胞毒性很小[2],将其引入Sc h iff碱及其金属配合物结构中,可望获得抗癌活性好而毒性小的药物.1988年B it h a等[3]合成了氨基葡萄糖与金属铂的配位化合物,此类由氨基葡萄糖及其衍生物与金属的配合物在抗癌药物及食品与功能性材料等领域中有着广泛的应用前景,因而引起了国内外学者的兴趣.近年来,叶勇等[4]对N-B-萘酚醛-D-氨基葡萄糖Schiff碱金属配合物的研究较多,并对其与DNA作用的光谱学作了深入研究.

3D-氨基葡萄糖的酰化衍生物

D-氨基葡萄糖的酰化衍生物是指以氨基葡萄糖或氨基葡萄糖盐酸盐为原料,采用不同酰化试剂对其进行修饰而得到的衍生物.

N-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖是D-氨基葡萄糖研究最早的衍生物,是生物细胞内许多重要多糖的基本组成单位,是具有较高甜度的特殊单糖,具有还原性,亦是合成双歧因子的重要前体,在生物体内具有许多重要生理功能,临床上是治疗风湿性及类风湿性关节炎的药物,亦作为食品抗氧化剂及婴幼儿食品添加剂,糖尿病患者的甜味剂.

文献报道的N-乙酰氨基葡萄糖的合成方法中具有代表性的有:(1)W hite改进的氨基葡萄糖盐酸盐-乙酸银-无水甲醇-乙酸酐法[5].(2)Rose m an等人[6]用DO W EX-1树脂对氨基葡萄糖盐酸盐脱盐酸,然后与乙酸酐反应得到目标产物.(3)由甲壳素经浓盐酸温和水解并经柱层析分离得到目标产物[7].(4)采用有机碱脱除氨基葡萄糖盐酸盐的盐酸,然后进行酰化反应[8],该方法产率较高且后处理过程简单,是目前最为常用的方法.

2-乙酰氨基-D-葡萄糖-3,4,6-三乙酸酯是合成类脂A(L i p i d A)结构类似物的重要中间体,它的合成一般是通过2-乙酰氨基-D-葡萄糖-1,3,4,6-四乙酸酯的区域选择性脱去一个乙酰基得到[9-11].赵先英等[12]以三乙胺为碱,先合成2-乙酰氨基-D-葡萄糖-1,3,4,6-四乙酸酯,然后向其乙腈溶液中通氨气选择性去乙酰化得到目标产物.郭瑞霞等[13]则以氨基葡萄糖盐酸盐为原料,在乙酸酐和浓硫酸的作用下合成1,3,4,6-四乙酰基氨基葡萄糖硫酸盐,然后使其在无水醋酸钠和氢氧化钡的作用下进行乙酰基转移反应,合成2-乙酰氨基-3,4,6-三乙酰葡萄糖.

1,3,4,6-四-O-乙酰基-D-氨基葡萄糖分子中有游离的氨基而活泼的羟基全部被保护,这就有利于氨基葡萄糖上氨基的选择性反应.它是合成氨基葡萄糖衍生物的重要中间体[14-16].其合成方法有两类:一类是将糖上的羟基和氨基用乙酸酐同时进行保护,然后利用试剂选择性地脱去氨基上的乙酰基;另一类是先将氨基保护起来,在保护其余羟基的基础上脱去氨基上的保护基团,如邻苯二甲酸酐法[17]、二乙基乙氧基亚甲基丙二酸法[18]、对甲氧基苯甲醛法[19]以及苯甲醛法等.

2-氨基-1,2,3,4,6-O-五乙酰葡萄糖的合成相对来说比较容易,目前多采用有机碱一步合成法.

另外,乔岩等还采用有机碱-酸酐体系合成了N-己酰氨基葡萄糖[20],并合成了2-(3-羧基-1-丙酰氨基)-2-脱氧-D-葡萄糖[21],Jones等[22]还制备出了D-氨基葡萄糖的高级脂肪酸类衍生物.

4D-氨基葡萄糖的氨基酸类衍生物

Doherty等[23]利用氨基酸的苯甲氧甲酰基衍生物在吡啶中与1,3,4,6-四乙酰基-D-氨基葡萄糖作用,然后再经过脱乙酰作用以及氢解作用合成了D-氨基葡萄糖的氨基酸衍生物.其反应历程见图1.

图1D-氨基葡萄糖的氨基酸衍生物的合成路线

F i g.1Syn t hesis route fo r D-g l ucosam ine-am ino ac i d derivati ves

目前国内关于D-氨基葡萄糖氨基酸类衍生物的合成未见报道.