2’-O-岩藻糖基乳糖的合成制造技术

本发明专利技术涉及关于上式的三糖的提高的合成，用于所述合成中的新的中间体和该中间体的制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及三糖的新合成，该合成中使用的新的中间体和所述中间体的制备。专利技术背景近年来，由于包括分泌的寡糖的复合糖在有生命的生物中发生的大量生物学过程中的作用，对其合成的商业化尝试已经明显增加。分泌的寡糖如人乳寡糖正在成为营养和治疗工业的重要商业靶标。然而，这些寡糖的合成和纯化以及它们的中间体对于科学仍然是一个有挑战性的任务。一个最重要的人乳寡糖是2’-O-岩藻糖基乳糖(α-L-吡喃岩藻糖基-(1→2)-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-葡萄糖，″2’-FL″)，发现其在母乳中浓度最高。方案1.2’-O-岩藻糖基乳糖的结构已经提出了2’-O-岩藻糖基乳糖的一些生物学作用，包括但不限于其益生作用、抗菌作用、抗病毒作用、免疫系统增强作用、脑发育增强作用等作用，使其成为营养和治疗工业大规模生产/分离/纯化的有吸引力的靶标。已经通过化学和酶促方法合成了2’-O-岩藻糖基乳糖，但是由于缺乏有效的纯化和合成方法尚未开发出有商业价值的生产工艺。根据现有的科学知识，2’-O-岩藻糖基乳糖不是结晶三糖，这使适合于生产高纯度2’-O-岩藻糖基乳糖的大规模/低成本生产技术的开发成为一项有挑战性的任务。可以通过使用分离、化学合成、酶促合成和生物技术方法的四种不同的方法来获得2’-O-岩藻糖基乳糖。在文献中首次提及HMO’s出现在20世纪50年代。此时，通过使用复杂的色谱方法将特定的人乳寡糖从人乳中分离出来。然而，这些早期分离的样品的纯度相当不确定，这是因为在母乳中存在多种人乳寡糖异构体。例如2’-O-岩藻糖基乳糖和3-O-岩藻糖基乳糖都在人乳中存在，并且它们的色谱分离已经在数十年后得以解决。已经发现，来自其他哺乳动物的乳也包含这些寡糖中的一些，但是浓度极低并且比率与人乳不同。在最近数年，已经通过化学、酶促和生物技术方法取得了2’-O-岩藻糖基乳糖生产的巨大进展。然而，在以有吸引力的商业价格范围提供批量2’-O-岩藻糖基乳糖的大规模生产中，这些方法中的大部分尚未取得成功。在最近十年，通过使用酶克隆/突变技术已经有效地开发了2’-O-岩藻糖基乳糖的酶促合成。一个具体的方法已经将岩藻糖苷酶转化为1，2-α-L-岩藻糖合酶(fucosynthase)，这有利于同时合成糖苷键并避免这些的水解。不幸的是，1，2-α-L-岩藻糖合酶不能大量商购获得，并且因此到目前为止不适合于生产技术开发。第二个酶促方法使用α-(1→2)岩藻糖基转移酶，α-(1→2)-L-半乳糖基转移酶来产生糖苷间的键。这些酶是相当敏感的，并且实际上不适合于大规模的制备。另外，这些酶需要糖核苷酸类型的给体，这是相当难获得的并且是非常昂贵的。第三个酶促方法基于使用保留α-L-岩藻糖苷酶，但是获得的选择性和产率通常是相对较低的。将遗传改造的微生物或哺乳动物用于合成2’-O-岩藻糖基乳糖的生物技术方法。这样的技术使用复杂的酶促系统，有利于前体的生物合成和需要的糖基化作用。到目前为止，由于使用了遗传改造的生物和非天然寡糖的潜在污染，这些方法面临严峻的管理机构认可的障碍。到目前为止，化学合成仍旧是生产2’-O-岩藻糖基乳糖最经济有效的方法。大规模化学合成的障碍是低立体选择性、低总体产率、使用复杂和昂贵的纯化方法如柱色谱法，并且使用不适合于食品/治疗产品开发的毒性剂。在现有技术中，所有的合成使用乳糖受体和完全被保护的L-岩藻糖给体作为基本的结构单元进行。方法之间的差异涉及不同的保护基策略，糖基化作用方法和最终的纯化策略。根据我们最全面的知识，2’-O-岩藻糖基乳糖的首次化学合成发表在1981年[1]，并且自那以后已经发表了四种另外的化学合成方法[2-5]和一种化学酶促合成[6]方法。2’-O-岩藻糖基乳糖的首次化学合成由K.L.Matta及其同事在1981年发表[1]，其中使用6-O-苯甲酰化的乳糖受体和三-O-苄基化的α吡喃岩藻糖基溴化物给体，随后进行保护基的连续去除。合成包括在中间体阶段中的一些色谱纯化步骤以得到最终的中间体，其仅包含苄基保护基。对该化合物进行色谱法并且将纯化的样品作为二水合物从甲醇-醚中结晶出来。然而，已经证实这种二水合物对于最后的脱保护(催化氢解)步骤是相当不便的，这是因为其难以溶解。事实上，极度稀释的溶液仅能从在醇/水/乙酸的混合物中的所述二水合物中制备，使其很难适合于开发有效的生产技术。此外，在合成过程中自始至终缺少结晶的中间体-在二糖和三糖阶段都如此-阻止生产技术的发展。多次色谱分离和极端敏感的全-O-苄基化的溴代糖的应用使该方法非常不适合于技术开发。在1986年，M.Martin-Lomas[2]及同事公开了制备异亚丙基-保护的最终2’-FL中间体的2’-O-岩藻糖基乳糖的合成。最终的脱保护步骤是使用20％乙酸水溶液的环状酮缩醇水解。合成策略是使用难以大量制备的非常稀有的乳糖二醇受体。实际上，前体本身使该方法对于大规模的技术开发没有竞争性。此外，需要多次色谱纯化来进行中间体分离并且该方法并未提供这样的结晶中间体，其可能有利于通过结晶进行的廉价纯化选择方案。最终的脱保护是环状酮缩醇水解，这是由于L-岩藻糖残基的酸不稳定性导致的精细步骤。环状酮缩醇的水解裂解条件必须相当温和以防止副产物形成。然而，温和的水解条件终止时，在反应混合物中会存在未水解的环状酮缩醇。因此，粗制2’-O-岩藻糖基乳糖产物需要另外的色谱纯化。由于上述缺陷，该方法不适合制备技术发展。K.L.Matta和同事公开了另外的两种合成[3，4]选择保护基策略，其有利于最终的2’-FL中间体的三氟乙酸辅助的水解。两种合成都使用相同的受体，但是使用不同的4-甲氧基苄基化的给体分子。一种方法使用由IDCP活化的正戊烯基糖苷，而第二种方法基于硫葡糖苷活化。使用具有IDCP助催化剂的戊烯基糖苷本身阻止了生产技术发展，这是由于给体有限的利用度和活化剂的较高价格。在硫葡糖苷活化的情形中，岩藻糖基化步骤提供(9∶1)比率的α/β-混合物，并且需要相当难的色谱纯化以从不需要的β-产物中分离需要的立体异构体。因此，这些方法中没有一种具有以几吨(multi-ton)规模生产2’-O-岩藻糖基乳糖的潜力。在1997年，H.Hashimoto和同事开发了使用在受体和给体分子(异亚丙基和4-甲氧基苄基)上的酸/氧化不稳定保护基的合成策略，其通过硝酸铈铵处理在三糖中间体中进行去除[5]。该方法提供非常难以处理并被大量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.07 DK PA2009004691.通式1的化合物用于制备2’-O-岩藻糖基乳糖的应用，其特征在于
使通式1的化合物或其水合物或溶剂化物进行催化氢解作用
其中R1是可通过氢解作用去除的基团并且R2是可通过氢解作用去除
的基团或H。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述催化氢解作用在钯或
阮内镍的存在下，优选地在钯碳或钯黑的存在下，在水中、在一种或多种
C1-C6醇中、或在水和一种或多种C1-C6醇的混合物中进行。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于使用通式1的化合物，
其中R1是苄基，4-甲基苄基，萘基甲基，苄氧基羰基，4-苯基苄基，4-氯苄基，
4-甲氧基苄基，3，4-二甲氧基苄基，2，4，6-三甲基苄基或2，3，4，5，6-五甲基苄基，
更优选地是苄基或4-甲基苄基并且R2是H。
4.通式1的化合物或其水合物或溶剂化物
其中R1是可通过氢解作用去除的基团，R2是可通过氢解作用去除的基
团或H。
5.根据权利要求4所述的化合物，其中R1是苄基，4-甲基苄基，萘基
甲基，苄氧基羰基，4-苯基苄基，4-氯苄基，4-甲氧基苄基，3，4-二甲氧基苄基，
2，4，6-三甲基苄基或2，3，4，5，6-五甲基苄基，更优选地苄基或4-甲基苄基并
且R2是H。
6.用于制备权利要求4中定义的通式1的化合物的方法，其特征在于
使通式2的化合物或其水合物或溶剂化物进行酸催化的温和水解
其中R1是可通过氢解作用去除的基团，R3是可通过氢解作用去除的基
团，乙缩醛型基团，甲硅烷基团或H，R是烷基或两个成对的R-基团与它们
所连接的碳原子一起形成C3-C6环烷基环，R’是烷基。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在磺酸的存在下，在水和
一种或多种C1-C6醇的混合物中，优选地在对甲苯磺酸的存在下，在水-
异丙醇混合物中进行酸催化的温和水解。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于应用通式2的化合物，
其中R1是苄基，4-甲基苄基，萘基甲基，苄氧基羰基，4-苯基苄基，4-氯苄基，
4-甲氧基苄基，3，4-二甲氧基苄基，2，4，6-三甲基苄基或2，3，4，5，6-五甲基苄基，
更优选地苄基或4-甲基苄基，R3是H，并且R和R’是甲基。
9.通式2的化合物或其水合物或溶剂化物
其中R1是可通过氢解作用去除的基团，R3是可通过氢解作用去除的基
团，乙缩醛型基团，甲硅烷基团或H，R是烷基或两个成对的R-基团与它们
所连接的碳原子一起形成C3-C6环烷基环，R’是烷基。
10.根据权利要求9所述的化合物，其中R1是苄基，4-甲基苄基，萘基
甲基，苄氧基羰基，4-苯基苄基，4-氯苄基，4-甲氧基苄基，3，4-二甲氧基苄基，
2，4，6-三甲基苄基或2，3，4，5，6-五甲基苄基，更优选地苄基或4-甲基苄基，R3是H，并且R和R’是甲基。
11.用于制备权利要求4中定义的通式1的化合物的方法，其特征在
于使通式3的化合物或其水合物或溶剂化物进行脱酰作用
其中R1是可通过氢解作用去除的基团，R4是任选地取代的酰基，R5是
可通过氢解作用去除的基团或任选地取代的酰基。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于使通式3的化合物在
NaOMe或NaOH的存在下，在甲醇中进行脱酰作用，在所述通式3的化合
物中R1被定义为苄基，4-甲基苄基，萘基甲基，苄氧基羰基，4-苯基苄基，
4-氯苄基，4-甲氧基苄基，3，4-二甲氧基苄基，2，4，6-三甲基苄基或2，3，4，5，6-
五甲基苄基，更优选地苄基或4-甲基苄基，R4是苯甲酰基或4-氯苯甲酰基
并且R5是新戊酰基、苯甲酰基或4-氯苯甲酰基。
14.通式3的化合物或其水合物或溶剂化物
其中R1是可通过氢解作用去除的基团，R4是任选地取代的酰基，R5是
可通过氢解作用去除的基团或任选地取代的酰基。
15.根据权利要求14所述的化合物，其中R1被定义为苄基，4-甲基
苄基，萘基甲基，苄氧基羰基，4-苯基苄基，4-氯苄基，4-甲氧基苄基，3，4-二
甲氧基苄基，2，4，6-三甲基苄基或2，3，4，5，6-五甲基苄基，更优选地苄基或4-
甲基苄基，R4是苯甲酰基或4-氯苯甲酰基并且R5是新戊酰基，苯甲酰基或
4-氯苯甲酰基。
16.用于制备根据权利要求9所述的通式2的化合物的方法，其特征在
于使通式4的化合物或其水合物或溶剂化物进行脱酰作用
其中R1是可通过氢解作用去除的基团，R4是任选地取代的酰基，R6是
可通过氢解作用去除的基团，乙缩醛型基团，甲硅烷基团或任选地取代的
酰基，R是烷基或两个成对的R-基团与它们所连接的碳原子一起形成
C3-C6环烷基，R’是烷基。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于使通式4的化合物在
NaOMe或NaOH的存在下，在甲醇中进行脱酰作用，在所述通式4的化合
物中R1被定义为苄基，4-甲基苄基，萘基甲基，苄氧基羰基，4-苯基苄基，
4-氯苄基，4-甲氧基苄基，3，4-二甲氧基苄基，2，4，6-三甲基苄基或2，3，4，5，6-
五甲基苄基，...

【专利技术属性】
技术研发人员：久洛·戴卡尼，伊什特万·鲍伊佐，朱莉安·布泰，伊格纳西奥·费格罗拉·佩雷斯，马库斯·赫德罗斯，费伦茨·霍瓦特，皮罗什卡·科瓦奇彭泽什，拉斯·克罗杰，约翰·奥尔森，克里斯托夫·勒里希，安德烈亚斯·施罗温，扬尼斯·弗拉斯达斯，
申请(专利权)人：格礼卡姆股份公司，
类型：发明
国别省市：