全乙酰1-硫糖衍生物的高效合成及硫苷列净类似物的生物活性研究

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糖尿病是一种复杂、慢性和多因素的疾病,其特征是与高血糖有关。列净类药物(钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂)是近来被批准用于临床抗糖尿病的药物之一。其中,碳糖苷类的钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂的研究最为广泛。碳-碳键的构建是碳苷SGLT2抑制剂合成中的关键步骤,此过程通常涉及超低温反应,工艺条件苛刻,且难以获得较高产率,因而增加了合成难度和生产成本。相比较而言,硫代糖苷易于合成,且耐酸碱和酶水解,也是常用的氧苷模拟物,由此本文设计合成了碳苷SGLT2抑制剂的硫苷类似物(硫苷列净类似物),并对它们的生物活性进行评价。全乙酰糖基1-硫代乙酸酯和糖基1-硫醇是合成硫糖的重要前体化合物,全乙酰1-硫代糖苷是寡糖合成中常用的糖基供体。在传统的合成方法中,它们是由全乙酰化糖与恶臭的硫代乙酸或硫醇反应一步制得;或者先由全乙酰化糖制得溴代糖,再由溴代糖与无味道的硫代乙酸盐或硫醇盐反应两步制得。然而,迄今却无人研究过全乙酰化糖直接与硫代乙酸盐或硫醇盐的反应。基于上述科学问题,本论文提出了改进的全乙酰1-硫糖/全乙酰1-硫代糖苷的合成方法,并以全乙酰糖基1-硫醇为原料合成了六种硫苷列净类似物,通过体外细胞实验评估了这六种类似物的生物活性,具体工作如下:(1)改良了全乙酰1-硫代乙酸酯的合成方法:以全乙酰化糖为原料,乙酸乙酯为溶剂,在三氟化硼乙醚作用下,全乙酰化糖直接与无味道的硫代乙酸钾反应,一步高收率地合成了全乙酰糖基1-硫代乙酸酯;溶剂乙酸乙酯通过简单的蒸馏操作可以回收后循环利用。基于此开发了高效合成全乙酰糖基1-硫醇和糖基二硫化物的一锅两步法策略,金诺芬的合成路线也基于此一锅法策略得到优化。(2)采用相似策略改进了可用作糖基供体的全乙酰1-硫代糖苷的合成方法:以全乙酰化糖为原料,二氯甲烷为溶剂或无溶剂,在三氟化硼乙醚作用下,全乙酰化糖直接与无味道的硫醇盐反应,一步高收率地合成了全乙酰1-硫代糖苷。此外,发现了二氯甲烷为溶剂,在三氟甲磺酸的作用和温和的条件下,1,2-反式-β-硫代糖苷可以转化为相应的1,2-顺式-α-硫代糖苷,为合成具有挑战性的1,2-顺式-α-硫代糖苷供体提供了一种简单有效的新途径。(3)以全乙酰葡萄糖基1-硫醇为原料完成了六种硫苷列净类似物的全合成:其中,与合成碳苷列净所用相同的三种苷元部分的碘代(苯环烷基间位)衍生物由市场购得,另三种苷元部分的碘代(苯环烷基邻位)衍生物由碘代苯甲酸或苯甲酰氯起始制得;以Pd G3-Xant Phos为催化剂,四氢呋喃为溶剂,全乙酰葡萄糖基1-硫醇和碘代苷元部分室温下发生偶联反应;偶联产物经脱乙酰基保护,即可以高收率制得六种硫苷列净类似物。这六种类似物的生物活性测试包括对β-葡萄糖苷酶的水解稳定性测试,细胞毒性实验和对SGLT2的抑制性评估实验。初步结果显示,六种硫苷列净类似物都具有较好的耐酶水解性和低细胞毒性,糖基在苷元近端苯环上处于烷基间位的三种硫苷类似物对SGLT2表现出低的抑制活性,糖基在苷元近端苯环上处于烷基邻位的另外三种硫苷类似物对SGLT2的抑制活性与其相对应的碳苷列净药物相似。
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