葡萄糖五乙酸酯研究概述

沈巧蓮 王鈺斐 嚴曉陽 鄭紹成

（1.金華廣播電視大學，浙江 金華 321002，2.浙江師范大學，浙江 金華 321016；2.浙江師范大學化學與生命科學學院，浙江 金華 321004）

0 引言

近十年來，由于糖合成化學發展，糖類化合物的多樣性和復雜性被闡明，使更多生物功能為人們所認識，廉價的糖類化合物常作為手性源合成藥物［1］，糖類及其衍生物對先導藥物進行修飾的研究，使得各種經糖類及其衍生物修飾的藥物不斷出現，已成為新藥研究和開發的活躍領域［2］，因而糖類化合物被認為是當前發現藥物先導物的主要來源。

葡萄糖是自然界分布最廣泛的單糖，是生物體內新陳代謝不可缺少的營養物質。它的氧化反應放出的熱量是人類生命活動所需能量的重要來源，因此葡萄糖被直接用在食品、醫藥工業上。隨著分子生物學、化學和生物化學的發展，葡萄糖類化合物作為前體藥物具有良好的藥效已得到證實。糖類分子中的羥基都容易被?；?，生成完全?；奶恰Ｆ咸烟欠肿又泻形鍌€羥基，經乙?；磻晌逡阴Ｆ咸烟牵步衅咸烟俏逡宜狨ィ?］。葡萄糖五乙酸酯上的保護基乙?；妆怀?，因此常被用作合成糖類衍生物藥物的中間體，而得到廣泛應用。

1 葡萄糖五乙酸酯的合成方法

由于葡萄糖在溶劑中存在α、β兩種六元環構型，所以酯化產物也包括α、β-葡萄糖五乙酸酯兩種產物。不同催化劑對生成物的立體構型有決定作用［4］，例如，用酸性催化劑（HClO4或ZnCl2等）反應生成α-葡萄糖五乙酸酯，用堿性催化劑（NaOAc或吡啶等）則得到β-葡萄糖五乙酸酯。葡萄糖五乙酸酯酯化反應主要是由乙酸酐與葡萄糖在催化劑作用下進行一步法酯化反應（見圖1），或由乙酸與葡萄糖在超強酸的作用下合成產品。

二步法合成反應為先由葡萄糖與醋酸先生成二乙酸葡萄糖再與醋酐反應合成α-葡萄糖五乙酸酯。合成的粗產物經水洗和用溶劑重結晶后得到單一構型的產品α或β-葡萄糖五乙酸酯。目前工業生產方法仍以一步法為主，催化劑多為醋酸鈉、濃硫酸或對甲苯磺酸等；利用微波及超強酸等合成由于其條件工業化較難實施，未見工業化報道，仍處于實驗室階段。

圖1 葡萄糖與乙酸酐的酯化反應

1.1 一步法

嚴曉陽［5］等以吡啶為催化劑，利用葡萄糖和乙酸酐的酯化反應合成了β-葡萄糖五乙酸酯。結果表明最佳條件為：乙酸酐與葡萄糖的物質的量比為1：6，催化劑的用量為葡萄糖質量的20％，反應時間為3h。葡萄糖與醋酐的酯化收率達96％，β-葡萄糖五乙酸酯的總收率為75.2％。

廖暉等［6］在微波輻射下以硫酸氫鉀為催化劑無溶劑合成了葡萄糖五乙酸酯。最佳條件為：輻射功率為462W，反應時間為8.0min，葡萄糖與乙酸酐物質的量比為1：7，硫酸氫鉀用量為2.0％，產率可達89.5％。

李淑敏［7］等在微波輻射下以硫酸鋁鉀為催化劑無溶劑合成了葡萄糖五乙酯。最佳條件為：輻射功率為462W，反應時間為8.0min，葡萄糖與乙酸酐的物質的量比為1：8，硫酸鋁鉀用量為2.0％，產率可達88.4％。

徐振華［8］等在微波輻射下，對甲苯酸酐催化葡萄糖和乙酸酐反應合成了葡萄糖五乙酸酯，其最佳反應條件為：輻射功率462W，反應時間7min，葡萄糖與乙酸酐的摩爾比1：9，對甲苯磺酸質量分數1.5％，產率可達71.8％。

張紅素［9］等以氯化鋅為催化劑，通過葡萄糖與醋酐反應合成葡萄糖五乙酸酯，其最佳反應條件為：葡萄糖：乙酸酐：氯化鋅=1：12.58：0.44（mol），反應溫度100℃，反應時間為4h，反應收率可達82.9％。

成鳳桂［10］等人以對甲苯磺酸催化劑用葡萄糖和酸酐過到酯化反應合成葡萄糖五乙酸酯，其最佳反應條件為葡萄糖與乙酸酐摩爾比為1：6，催化劑用量為葡萄糖質量的2％，反應時間1.5h，反應溫度110℃，酯產率可達90％。

楊水金［11］等人以自制的TiSiW12O40/TiO2作為催化劑，通過葡萄糖和冰乙酸反應合成葡萄糖五乙酸酯。其最佳反應條件為：糖酸摩爾比1：6.5，催化劑用量為反應液的2.0％，酯化時間為2h，反應溫度102℃～104℃，反應產率可達89.7％。

趙景聯［12］等人以自制固體超強酸SO42-/TiO2作為催化劑。通過葡萄糖與醋酐反應合成葡萄糖五乙酸酯，其最佳反應條件為：糖酸比1：6，催化劑用量9％，反應時間3h，反應溫度115℃～120℃，產率可達86.4％。

任繼堯［13］等用葡萄糖和醋酸酐為原料，氯化鋅為催化劑合成α-五乙酰葡萄糖，最佳反應溫度為100℃，最佳反應的物料配比為：葡萄糖：醋酸酐：氯化鋅=1：12.58：0.44（mol），反應產率達71.4％。

1.2 二步法

王玉玲［14］等通過以葡萄糖為原料，醋酸為酰化劑在對甲苯磺酸的催化下首先合成葡萄糖二乙酸酯，再將葡萄糖二乙酸酯與醋酐及無水醋酸鈉催化下分兩步乙酰化反應合成了葡萄糖五乙酸酯，產品收率可達91.2％。

2 葡萄糖五乙酸酯的檢測方法

葡萄糖五乙酸酯的檢測，主要是其特征基團的鑒定和單一構型α、β-葡萄糖五乙酸酯含量的測定。可以通過紅外檢測確定它的特定基團峰（標準譜圖見圖2、圖3）。α、β-葡萄糖五乙酸酯含量可以通過氣相色譜的方法進行測定，GC條件：柱型DB-200，氫火焰離子化檢測器，柱溫200℃，檢測器溫度280℃，進樣口溫度250℃，載氣為氦氣，進樣量1.0μL。此外還可以對葡萄糖五乙酸酯的物理性質進行檢驗，就是測定熔點和旋光度，旋光度是糖類物質的一個特殊性質，以此來進一步的對其進行分析驗證。

圖2 α-葡萄糖五乙酸酯紅外標準譜圖

圖3 β-葡萄糖五乙酸酯標準譜圖

3 葡萄糖五乙酸酯的理化性質

α-葡萄糖五乙酸酯是白色結晶性粉末，比旋光度+100°～+103°，熔點111℃～114℃，質量分數≥98％（GC），不溶于水，易溶于乙醇、氯仿等有機溶劑。β-葡萄糖五乙酸酯是白色結晶性粉末，比旋光度+4°～+6°，熔點131℃～134℃，質量分數≥98％（GC），不溶于水，易溶于乙醇、氯仿等有機溶劑。

4 葡萄糖五乙酸酯的用途

葡萄糖五乙酸酯是合成各種糖的衍生物和具有生物活性化合物的重要原料之一，在有機合成、醫學、材料方面應用廣泛［15］。葡萄糖五乙酸酯常用于制備糖供體，如溴代葡萄糖、硫苷、葡萄糖的三氯乙酰亞胺酯等。如β-葡萄糖五乙酸酯與硫酚在三氯化硼乙醚（促進劑）存在下得2，3，4，6-四-O-乙酰-1-S-吡喃葡萄糖苯苷，隨后用催化量的甲醇鈉或甲醇脫乙?；吹?-S-β-D-吡喃葡萄糖苯苷［16］、2，3-環氧丙基2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃型葡萄糖苷的合成［17］、2-芳基-5-（2，3，4，6-四-O-乙?；?β-D-吡喃葡萄糖基）亞胺基1，3，4-噻二唑化合物的合成［18］、N-（2′，3′，4′，6′-四乙?；?β-D-吡喃葡萄糖基）-5-（4′-甲基聯苯基-2-基）四氮唑的合成［19］、對羥基苯甲酸-4-β-D-2′，3′，4′，6′-四乙酰葡萄糖甙-1-D-2′，3′，4′，6′-四乙酰葡萄糖酯的合成［20］、二茂鐵基苯甲酸乙酰葡萄糖酯的合成［21］、1-羥基-2-萘甲酸四乙酰葡萄糖酯［22］、對羧基苯甲酰二茂鐵四乙酰葡萄糖酯的合成［23］、5-芳基-2-呋喃甲酸四乙酰葡萄糖酯的合成［24］。β-葡萄糖五乙酸酯還可用于食品作為食品添加劑中的人工合成調味劑和增香劑、皮膚護理劑、高溫洗滌劑中的漂白活化劑［25-26］等方面。

5 結語

總之，葡萄糖五乙酸酯上的保護基乙?；妆怀?，可以用來合成各種糖的衍生物和具有生物活性化合物。葡萄糖五乙酸酯作為醫藥、農藥的原料中間體已經得到廣泛的應用。由于受到α、β-葡萄糖五乙酸酯兩種構型分離條件的制約，α、β-葡萄糖五乙酸酯不能完全的分離，所以，研究出更快速、簡便和有效的合成催化劑和分離方法，來提高單一構型收率，降低生產成本，具有重要的意義，也是現在研究者的研究方向之一。

［1］Zuccarello G，Boouzide A，Kuarnstrom，et al.Orgchem［J］.1988：63-98.

［2］孫關中，劉景英.糖類修飾阿司匹林化學結構的研究［J］.醫科大學學報，2003，1（9）：19-20.

［3］Carolyn Selenski，Thomas R R.Pettus.（±）-Diinsininone：madnature sw［J］.Tetrahedron，2006，62：5298-5307.

［4］張力田.碳水化合物化學［M］.北京：輕工業出版社，1988：127.

［5］嚴曉陽，付穎，姜國平，等.β-葡萄糖五乙酸酯的合成［J］.化工生產與技術，2008，15（5）：24-25，33.

［6］廖暉，陳連清，周忠強.微波輻射下無溶劑法合成葡萄糖五乙酸酯［J］.化學試劑，2008，30（7）：539-540.

［7］李淑敏，陳連清，周忠強.微波輻射下無溶劑法合成葡萄糖五乙酸酯［J］.天津化工，2008，22（3）：35-36.

［8］徐振華，王燕飛，閃錕，等.微波輻射合成葡萄糖五乙酸酯［J］.山西化工，2007，（2）：8-9，24.

［9］張紅素，謝克難.α-D-葡萄糖五乙酸酯合成新工藝的研究［J］.四川化工，2006，（6）：4-7.

［10］楊水金，梁永光，余新武，等.TiSiW12O40/TiO2催化合成葡萄糖五乙酸酯［J］.化學世界，2004，41（12）：650-652.

［11］陳鳳桂，歐知義，馬明，等.對甲苯磺酸催化合成葡萄糖五乙酸酯［J］.湖北化工，2001，18（2）：9-10.

［12］趙景聯，劉莎.固體超強酸SO2-4/TiO2催化合成葡萄糖五乙酸酯［J］.精細石油化工，1999，（1）：17-21.

［13］任繼堯，劉秉新，潘宏峰，等.α-d-五乙酰葡萄糖的合成［J］.沈陽化工學院學報，1993，7（1）：35-37.

［14］王玉玲，郭玉紅.GPA合成新工藝［J］.沈陽化工，1995，（3）：22-23.

［15］Praly J P，Descotes G.Synthesis of"anomeric"gem dihalogenated glucopyranosyl derivatives［J］.Tetrahedron Lett，1987，28（13）：1405-1408.

［16］FerrierR，Furneaux R.Methods in carbohyohdrate chemistry［J］，1986，（8）：251.

［17］黃剛良，梅新婭，曹元成.2，3-環氧丙基-2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃型葡萄糖苷的合成［J］.精細化工.2004，21（7）：544-545，549.

［18］曹克廣，王忠衛，趙信歧.2-芳基-5-（2，3，4，6-四-O-乙?；?β-D-吡喃葡萄糖基）亞胺基1，3，4-噻二唑化合物的合成及其生物活性［J］.石油大學學報（自然科學版），2004，28（1）：100-102.

［19］安禮濤，曾潤生，劉傳芹.N-（2′，3′，4′，6′-四乙?；?β-D-吡喃葡萄糖基）-5-（4′-甲基聯苯基-2-基）四氮唑的合成［J］.蘇州科技學院學報：自然科學版，2003，20（1）：17-21.

［20］李雯，劉宏民，肖志昂.對羥基苯甲酸-4-β-D-2′，3′，4′，6′-四乙酰葡萄糖甙-1-D-2′，3′，4′，6′-四乙酰葡萄糖酯的合成研究［J］.鄭州大學學報（工學版），2002，23（3）：10-12.

［21］陳勇，劉惠英.二茂鐵基苯甲酸乙酰葡萄糖酯的合成及其抗貧血活性［J］.應用化學，2002，196：603-605.

［22］劉明國，付莎莉.1-羥基-2-萘甲酸四乙酰葡萄糖酯的PTC法合成［J］.海南大學學報：自然科學版，2001，19（2）：129-131.

［23］劉明國，付莎莉.PTC法合成對羧基苯甲酰二茂鐵四乙酰葡萄糖酯［J］.化學研究與應用，2000，12（5）：525-527.

［24］劉明國，付莎莉.PTC法合成5-芳基-2-呋喃甲酸四乙酰葡萄糖酯［J］.有機化學，2000，20（2）：198-201.

［25］Borchers，et al.Process for the preparation of bleach activator granules：US，6897192B2［P］.2005-05-24.

［26］Viscio.Oral composition having improved tooth whitening effect：US，5302375［P］.1994-04-12.