周贤，陈川，靳佐雄，叶辉，沈杰

(1.黄冈师范学院化工学院，催化材料制备及应用湖北省重点实验室，湖北 黄冈 438000；2.南开大学药学院，天津 300071)

4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑的合成与表征

周贤1，陈川1，靳佐雄1，叶辉1，沈杰2

(1.黄冈师范学院化工学院，催化材料制备及应用湖北省重点实验室，湖北 黄冈 438000；
2.南开大学药学院，天津 300071)

糖苷酶抑制剂因其独特的体内作用机制而广受关注.以1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-α-D-半乳糖为原料，通过溴代、叠氮化，与3-丁烯-1-醇发生Click反应得到化合物4，再经叠氮化反应、水解反应、催化氢化反应，得到目标化合物4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑.采用核磁共振谱(1H NMR、13C NMR、DEPT 135)、高分辨质谱等对目标化合物进行了结构表征，确证了结构，为后续合成更多的新型糖苷酶抑制剂提供了重要前体.

半乳糖；三唑；糖苷酶抑制剂；合成；表征

0 引言

糖苷酶抑制剂是一类含氮的拟糖物，从结构上分为两大类.第一类氮原子在糖环上，也叫作氮杂糖类衍生物，如野尻霉素、半乳糖苷酶抑素、寡糖酶抑素等.第二类氮原子在糖环外，如α-葡萄糖苷酶抑制剂、半乳糖苷酶抑制剂、唾液酸抑制剂、淀粉酶抑制剂等.α-葡萄糖苷酶抑制剂是一类较成熟的治疗糖尿病的口服药物，主要包括阿卡波糖、伏格列波糖等[1-2].β-半乳糖苷酶抑制剂主要用于抑制β-半乳糖苷酶和其他糖苷酶.

目前高选择性的β-半乳糖苷酶抑制剂的研究相对较少，主要集中在含有单个氮原子的半乳糖的合成，而以三唑环代替单个氮原子的分子设计仅出现在氮杂糖类衍生物中[3-4].三唑环具有良好的理化特性，通过氢键、偶极-偶极作用、π-π堆叠作用，从而提高与酶的结合力.本文中通过Click反应引入三唑环，设计合成了一种新型的4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑抑制剂，并对其结构进行了表征，希望通过进一步的酶学实验，可得到更多的新型糖苷酶抑制剂.具体的合成路线[5-9]见图1，总共6步反应，总产率为20%.

图1 4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑的合成路线

1 实验部分

1.1 试剂与仪器 仪器：Bruker 400 MHz型核磁共振仪；Varian 7.0 T FTMS高分辨质谱仪；Bruker Tensor 27 型红外光谱仪；SHZ-Ⅲ型循环水式真空泵(上海荣生化学仪器厂；恒温加热磁力搅拌器；AL-206型电子天平(上海，梅特勒-拖利多公司)、DZF-602 型真空干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)、磁力搅拌器、旋转蒸发仪、氮气保护装置.

试剂：所有试剂均为市售，试剂纯度均为分析纯.THF经钠珠预干燥，加热回流至指示剂二苯甲酮呈蓝色后蒸出；DCM、DMF、CH3OH经4A分子筛干燥备用.

1.2 化合物2的合成 将1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-α-D-半乳糖(13.5 g, 34.69 mmol)溶于无水二氯甲烷(200 mL)，氮气置换，冷却至0 ℃，加入溴化氢的乙酸溶液(25.0 mL, 142.75 mmol)，反应1 h后，升至室温反应1 h.TLC监测原料反应完全，依次用冰水、饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得到无色油状液体13.1 g，产率91.8%.

1.7 化合物7的合成 化合物6(190 mg, 0.61 mmol) 溶于甲醇，加入Pd/C(10%, 19 mg)，氢气置换后并插上氢气球，室温搅拌3 h.TLC监测反应完全后，硅藻土过滤，滤液减压浓缩，得到无色糖浆120 mg，产率73.8%.1H NMR(400 MHz, CD3OD-d4):δ为8.06 (s, 1 H),5.55(d,1 H,J=9.2 Hz),4.15 (t, 1 H,J=9.2 Hz), 3.99 (d, 1 H,J=3.2 Hz), 3.85 (t, 1 H,J=6.0 Hz), 3.77-3.30 (m, 3 H), 3.01 (t, 1 H,J=6.8 Hz), 2.91 (t, 1 H,J=6.8 Hz);13C NMR (100 MHz, CD3OD-d4):δ为146.3, 122.6, 90.1, 79.8, 75.1, 71.4, 70.3,62.3,48.9,41.7,28.5;HRMS(ESI):calcd for[C10H18N4O5+H]+m/z275.135 5, foundm/z275.134 8.

2 结果与讨论

图2 4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑的1H NMR图谱

图3 4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑的13C NMR图谱

2.3 DEPT 135谱图 图4为目标产物在 CD3OD-d4中的DEPT 135图谱.其中，62.4、42.1、29.6等3处共振信号的出峰方向与其他位移刚好相反，表明这3个共振信号代表结构式中亚甲基的共振信号.

图4 4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑的DEPT 135图谱

2.4 高分辨质谱图 图5为目标产物的高分辨质谱图，在m/z=275.134 8处为目标化合物的分子离子峰，且强度最高，与计算值275.135 5相符，进一步证实了目标化合物的结构.

图5 4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑的高分辨质谱图

通过核磁共振谱(1H NMR、13C NMR、DEPT 135)、高分辨质谱等对4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑的结构进行了表征，图谱分析结果表明，能够确证该化合物的结构与结构式相符.

3 结论

本文中以2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖为原料，通过溴代、叠氮化，与3-丁烯-1-醇发生Click反应得到化合物4，再经叠氮化反应、水解反应、催化氢化反应，得到目标化合物4-氨基乙基-1-(β-D-半乳糖基)-1,2,3-三唑.采用核磁共振谱(1H NMR、13C NMR、DEPT 135)、高分辨质谱等对目标化合物进行了结构表征，确证了结构，为后续合成糖苷酶抑制剂提供了基础.三唑环具有良好的理化特性，通过氢键、偶极-偶极作用、π-π堆叠作用增强结合能力，而糖基部分竞争性的结合酶的活性部位，氨基可与多种基团结合，预计将获得多种新型糖苷酶抑制剂，可应用于药物研发及糖类化合物的分离材料等，具有广阔的应用前景.

[1] 李铁海,郭利娜,李中华,等.O-GlcNAcase抑制剂[J].化学进展, 2011, 23(8): 1657-1664.

[2] 于彩云,高兆兰,陈天姿,等.天然产物中α-葡萄糖苷酶抑制剂的研究进展[J].食品工业科技, 2015, 22: 394-399.

[3] Heightman T D， Vasella A T. Recent insights into inhibition, structure, and mechanism of configuration-retaining glycosidases[J].Angew Chem Int Ed, 1999, 38, 750-770.

[4] Gloster T M, Davies G J. Glycosidase inhibition: assessing mimicry of the transition state[J].Organic & Biomolecular Chemistry, 2010, 8: 305-320.

[5] Heidlas J E, Lees W J, Pale P, et al. Gram-scale synthesis of uridine 5′-diphospho-N-acetylglucosamine: comparison of enzymic and chemical routes[J].The Journal of Organic Chemistry, 1992, 57: 146-151.

[6] Branderhorst H M, Liskamp R M, Visser G M, et al. Strong inhibition of cholera toxin binding by galactose dendrimers[J].Chemical Communications, 2007: 5043-5045.

[7] Cagnoni A J, Varela O, Gouin S G, et al. Synthesis of multivalent glycoclusters from 1-thio-β-D-galactose and their inhibitory activity against theβ-galactosidase from E.coli[J].The Journal of Organic Chemistry, 2011, 76: 3064-3077.

[8] Li T, Guo L, Zhang Y, et al. Design and synthesis of O-GlcNAcase inhibitors via ‘click chemistry’and biological evaluations[J].Carbohydrate Research, 2011, 346: 1083-1092.

[9] Mitchell S A, Pratt M R, Hruby V J, et al. Solid-phase synthesis of O-linked glycopeptide analogues of enkephalin[J].The Journal of Organic Chemistry, 2001, 66: 2327-2342.

(责任编辑 胡小洋)

Synthesis and characterization of 4-aminoethyl-1-(β-D-galactopyranosyl)-1,2,3-triazole

ZHOU Xian1，CHEN Chuan1，JIN Zuoxiong1，YE Hui1,SHEN Jie2

(1.Hubei Key Laboratory for Processing and Application of Catalytic Materials,
College of Chemical Engineering, Huanggang Normal University, Huanggang 438000, China；
2.College of Pharmacy, Nankai University, Tianjin 300071, China)

Glycosidase inhibitors have been attracted growing interests owing to their unique mechanism of action in vivo. By bromination, azido reaction with 1,2,3,4,6-penta-O-acetyl-α-D-galactopyranose and click reaction, compound 4 was obtained and furthered reacted with azide, hydrolysis reaction, and catalytic hydrogenation, the title compound 4-aminoethyl-1-(β-D-galactopyranosyl)-1,2,3-triazole was synthesized. The structure of the title compound was characterized and confirmed by (1H,13C)NMR, DEPT 135, HRMS. It provided a new precursor for synthesis of more neo-glycosidase inhibitors in the further step.

galactose; triazole; glycosidase inhibitors; synthesis; characterization

2016-05-10

湖北省科技支撑计划项目(2015CFC818)和大学生创新创业训练计划项目(201510514030)资助

周贤(1995-)，女，本科生；叶辉，通信作者，讲师，E-mail：huiye_81@163.com

1000-2375(2017)02-0161-05

O629.1；O621.3

A

10.3969/j.issn.1000-2375.2017.02.011