几种糖硬脂酸单酯的定位合成、结构表征及生物活性研究

论文摘要

本论文主要研究了以葡萄糖、半乳糖和乳糖为原料,采用改进的化学方法区域、立体选择性合成制备糖硬脂酸单酯的工艺,并研究了糖硬脂酸单酯的基本理化性质、结构表征及其抗氧化活性和抑菌活性。首先,研究了葡萄糖（半乳糖、乳糖）硬脂酸单酯的制备工艺。该方法主要是首先将底物糖糖环上非酯化的位置用乙酰基保护起来,再对特定位置进行酯化反应,最后再将其余位置的保护基脱除,最终得到了较高收率的目标化合物。酯化反应在单因素实验的基础上研究了反应温度、反应时间、硬脂酸添加量、催化剂添加量因素等对反应收率的影响,通过验证实验确定最适反应条件为：120℃,5h,硬脂酸添加量1.5eq,催化剂对甲基苯磺酸添加量为1%（W/W）。化合物5a、5b、5c,总收率分别为73.5%、71.9%、76.8%,均为浅棕色油状物。本文在对甲基苯磺酸催化一步酯化的基础上,又尝试了低温条件下,通过在1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7（DBU）作用,将1-羟基乙酰化糖制备成三氯乙酰亚胺酯糖苷,接着在三氟甲磺酸三甲基硅酯（TMSOTf）存在下与硬脂酸酯化反应,实现区域立体选择性定位酯化的目的。综合比较两条酯化路线,对甲基苯磺酸催化酯化效率更高,操作更简便。去保护反应在单因素实验的基础上研究了反应温度、反应时间、甲醇钠摩尔浓度、反应溶剂体系囚素等对反应收率的影响,通过验证实验确定最适反应条件为：20℃,15min,甲醇钠0.01M,甲醇体系。化合物6a-α、6a-β、6b-α、6b-β、6c-α、6c-β总收率分别为86.7%、87.8%、85.2%、87.7%、84.6%、89.5%,均为白色絮状物。其次,用现代分析手段,如TLC、[α]Dt、IR、ESI-MS、NMR等,对几种糖硬脂酸单酯进行理化性质测定,并对其结构进行表征分析。红外图谱显示2922-2926cm-1处出现了CH3伸缩振动峰,2851-2853cm-1处出现了CH2伸缩振动峰,1637-1735cm-1处出现了酯键特征吸收峰,这是由于糖硬脂酸单酯引进了较长的脂肪酸链及酯键,相比去保护前的乙酰化糖硬脂酸单酯在3400-3413cm-1处出现了很强的O-H的伸缩振动峰,说明糖环上乙酰保护基脱去后暴露出了羟基；1HNMR和13CNMR图谱显示,经化学位移、积分面积和耦合常数的计算进行C、H归属,表征了化合物的结构。分析结果表明,本实验成功制备了目标化合物。最后,对几种糖硬脂酸单酯和去保护前化合物进行生物活性研究,并做出对比。研究包括抗氧化实验和抑菌实验两个方面。实验结果表明,糖硬脂酸单酯与去保护前化合物均有一定的抗氧化活性和抑菌活性,相比之下,去除保护基后,化合物活性更强,同一化合物的α、β两种构型则基本相当。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 糖类研究现状
• 1.1.1 葡萄糖
• 1.1.2 半乳糖
• 1.1.3 乳糖
• 1.1.4 糖类化合物的化学修饰
• 1.2 硬脂酸的概述
• 1.3 糖酯的概述
• 1.3.1 糖酯的合成方法
• 1.3.2 化学合成中的后处理方法
• 1.3.3 常见的化合物理化性质测定方法
• 1.3.4 糖酯的应用
• 1.4 立题依据及意义
• 1.4.1 选用立体选择性合成方法的优势
• 1.4.2 立题的必要性与意义
• 1.5 本课题的研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 原料及试剂
• 2.1.2 仪器与设备
• 2.1.3 供试菌种
• 2.2 糖硬脂酸单酯的定位合成制备
• 2.2.1 全乙酰化糖（2a,2b,2c）
• 2.2.2 1-羟基-乙酰化糖（3a,3b,3c）
• 2.2.3 1-硬脂酸-乙酰化糖单酯（5a,5b,5c）
• 2.2.4 1-硬脂酸-糖单酯（6a,6b,6c）
• 2.3 化合物的结构测定
• 2.3.1 薄层层析
• 2.3.2 比旋光度
• 2.3.3 红外光谱
• 2.3.4 质谱
• 2.3.5 核磁共振
• 2.4 糖硬脂酸单酯的生物活性研究
• 2.4.1 体外抗氧化实验
• 2.4.2 抑菌实验
• 3 结果与讨论
• 3.1 制备结果与分析
• 3.1.1 全乙酰化糖（2a,2b,2c）
• 3.1.2 1-羟基-乙酰化糖（3a,3b,3c）
• 3.1.3 1-硬脂酸-乙酰化糖单酯（5a,5b,5c）
• 3.1.4 1-硬脂酸糖单酯（6a,6b,6c）
• 3.2 生物活性分析
• 3.2.1 体外抗氧化实验
• 3.2.2 抑菌实验
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文和申请专利情况
• 8 致谢
• 附录