葡萄糖五乙酸酯研究概述

沈巧莲 王钰斐 严晓阳 郑绍成

（1.金华广播电视大学，浙江 金华 321002，2.浙江师范大学，浙江 金华 321016；2.浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华 321004）

0 引言

近十年来，由于糖合成化学发展，糖类化合物的多样性和复杂性被阐明，使更多生物功能为人们所认识，廉价的糖类化合物常作为手性源合成药物［1］，糖类及其衍生物对先导药物进行修饰的研究，使得各种经糖类及其衍生物修饰的药物不断出现，已成为新药研究和开发的活跃领域［2］，因而糖类化合物被认为是当前发现药物先导物的主要来源。

葡萄糖是自然界分布最广泛的单糖，是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。它的氧化反应放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源，因此葡萄糖被直接用在食品、医药工业上。随着分子生物学、化学和生物化学的发展，葡萄糖类化合物作为前体药物具有良好的药效已得到证实。糖类分子中的羟基都容易被酰化，生成完全酰化的糖。葡萄糖分子中含有五个羟基，经乙酰化反应生成五乙酰葡萄糖，也叫葡萄糖五乙酸酯［3］。葡萄糖五乙酸酯上的保护基乙酰基易被除去，因此常被用作合成糖类衍生物药物的中间体，而得到广泛应用。

1 葡萄糖五乙酸酯的合成方法

由于葡萄糖在溶剂中存在α、β两种六元环构型，所以酯化产物也包括α、β-葡萄糖五乙酸酯两种产物。不同催化剂对生成物的立体构型有决定作用［4］，例如，用酸性催化剂（HClO4或ZnCl2等）反应生成α-葡萄糖五乙酸酯，用碱性催化剂（NaOAc或吡啶等）则得到β-葡萄糖五乙酸酯。葡萄糖五乙酸酯酯化反应主要是由乙酸酐与葡萄糖在催化剂作用下进行一步法酯化反应（见图1），或由乙酸与葡萄糖在超强酸的作用下合成产品。

二步法合成反应为先由葡萄糖与醋酸先生成二乙酸葡萄糖再与醋酐反应合成α-葡萄糖五乙酸酯。合成的粗产物经水洗和用溶剂重结晶后得到单一构型的产品α或β-葡萄糖五乙酸酯。目前工业生产方法仍以一步法为主，催化剂多为醋酸钠、浓硫酸或对甲苯磺酸等；利用微波及超强酸等合成由于其条件工业化较难实施，未见工业化报道，仍处于实验室阶段。

图1 葡萄糖与乙酸酐的酯化反应

1.1 一步法

严晓阳［5］等以吡啶为催化剂，利用葡萄糖和乙酸酐的酯化反应合成了β-葡萄糖五乙酸酯。结果表明最佳条件为：乙酸酐与葡萄糖的物质的量比为1：6，催化剂的用量为葡萄糖质量的20％，反应时间为3h。葡萄糖与醋酐的酯化收率达96％，β-葡萄糖五乙酸酯的总收率为75.2％。

廖晖等［6］在微波辐射下以硫酸氢钾为催化剂无溶剂合成了葡萄糖五乙酸酯。最佳条件为：辐射功率为462W，反应时间为8.0min，葡萄糖与乙酸酐物质的量比为1：7，硫酸氢钾用量为2.0％，产率可达89.5％。

李淑敏［7］等在微波辐射下以硫酸铝钾为催化剂无溶剂合成了葡萄糖五乙酯。最佳条件为：辐射功率为462W，反应时间为8.0min，葡萄糖与乙酸酐的物质的量比为1：8，硫酸铝钾用量为2.0％，产率可达88.4％。

徐振华［8］等在微波辐射下，对甲苯酸酐催化葡萄糖和乙酸酐反应合成了葡萄糖五乙酸酯，其最佳反应条件为：辐射功率462W，反应时间7min，葡萄糖与乙酸酐的摩尔比1：9，对甲苯磺酸质量分数1.5％，产率可达71.8％。

张红素［9］等以氯化锌为催化剂，通过葡萄糖与醋酐反应合成葡萄糖五乙酸酯，其最佳反应条件为：葡萄糖：乙酸酐：氯化锌=1：12.58：0.44（mol），反应温度100℃，反应时间为4h，反应收率可达82.9％。

成凤桂［10］等人以对甲苯磺酸催化剂用葡萄糖和酸酐过到酯化反应合成葡萄糖五乙酸酯，其最佳反应条件为葡萄糖与乙酸酐摩尔比为1：6，催化剂用量为葡萄糖质量的2％，反应时间1.5h，反应温度110℃，酯产率可达90％。

杨水金［11］等人以自制的TiSiW12O40/TiO2作为催化剂，通过葡萄糖和冰乙酸反应合成葡萄糖五乙酸酯。其最佳反应条件为：糖酸摩尔比1：6.5，催化剂用量为反应液的2.0％，酯化时间为2h，反应温度102℃～104℃，反应产率可达89.7％。

赵景联［12］等人以自制固体超强酸SO42-/TiO2作为催化剂。通过葡萄糖与醋酐反应合成葡萄糖五乙酸酯，其最佳反应条件为：糖酸比1：6，催化剂用量9％，反应时间3h，反应温度115℃～120℃，产率可达86.4％。

任继尧［13］等用葡萄糖和醋酸酐为原料，氯化锌为催化剂合成α-五乙酰葡萄糖，最佳反应温度为100℃，最佳反应的物料配比为：葡萄糖：醋酸酐：氯化锌=1：12.58：0.44（mol），反应产率达71.4％。

1.2 二步法

王玉玲［14］等通过以葡萄糖为原料，醋酸为酰化剂在对甲苯磺酸的催化下首先合成葡萄糖二乙酸酯，再将葡萄糖二乙酸酯与醋酐及无水醋酸钠催化下分两步乙酰化反应合成了葡萄糖五乙酸酯，产品收率可达91.2％。

2 葡萄糖五乙酸酯的检测方法

葡萄糖五乙酸酯的检测，主要是其特征基团的鉴定和单一构型α、β-葡萄糖五乙酸酯含量的测定。可以通过红外检测确定它的特定基团峰（标准谱图见图2、图3）。α、β-葡萄糖五乙酸酯含量可以通过气相色谱的方法进行测定，GC条件：柱型DB-200，氢火焰离子化检测器，柱温200℃，检测器温度280℃，进样口温度250℃，载气为氦气，进样量1.0μL。此外还可以对葡萄糖五乙酸酯的物理性质进行检验，就是测定熔点和旋光度，旋光度是糖类物质的一个特殊性质，以此来进一步的对其进行分析验证。

图2 α-葡萄糖五乙酸酯红外标准谱图

图3 β-葡萄糖五乙酸酯标准谱图

3 葡萄糖五乙酸酯的理化性质

α-葡萄糖五乙酸酯是白色结晶性粉末，比旋光度+100°～+103°，熔点111℃～114℃，质量分数≥98％（GC），不溶于水，易溶于乙醇、氯仿等有机溶剂。β-葡萄糖五乙酸酯是白色结晶性粉末，比旋光度+4°～+6°，熔点131℃～134℃，质量分数≥98％（GC），不溶于水，易溶于乙醇、氯仿等有机溶剂。

4 葡萄糖五乙酸酯的用途

葡萄糖五乙酸酯是合成各种糖的衍生物和具有生物活性化合物的重要原料之一，在有机合成、医学、材料方面应用广泛［15］。葡萄糖五乙酸酯常用于制备糖供体，如溴代葡萄糖、硫苷、葡萄糖的三氯乙酰亚胺酯等。如β-葡萄糖五乙酸酯与硫酚在三氯化硼乙醚（促进剂）存在下得2，3，4，6-四-O-乙酰-1-S-吡喃葡萄糖苯苷，随后用催化量的甲醇钠或甲醇脱乙酰基即得1-S-β-D-吡喃葡萄糖苯苷［16］、2，3-环氧丙基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-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基）亚胺基1，3，4-噻二唑化合物的合成［18］、N-（2′，3′，4′，6′-四乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基）-5-（4′-甲基联苯基-2-基）四氮唑的合成［19］、对羟基苯甲酸-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］、二茂铁基苯甲酸乙酰葡萄糖酯的合成［21］、1-羟基-2-萘甲酸四乙酰葡萄糖酯［22］、对羧基苯甲酰二茂铁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-葡萄糖五乙酸酯还可用于食品作为食品添加剂中的人工合成调味剂和增香剂、皮肤护理剂、高温洗涤剂中的漂白活化剂［25-26］等方面。

5 结语

总之，葡萄糖五乙酸酯上的保护基乙酰基易被除去，可以用来合成各种糖的衍生物和具有生物活性化合物。葡萄糖五乙酸酯作为医药、农药的原料中间体已经得到广泛的应用。由于受到α、β-葡萄糖五乙酸酯两种构型分离条件的制约，α、β-葡萄糖五乙酸酯不能完全的分离，所以，研究出更快速、简便和有效的合成催化剂和分离方法，来提高单一构型收率，降低生产成本，具有重要的意义，也是现在研究者的研究方向之一。

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