0引言L-核糖是一种与生物遗传有关的重要的糖类，在生理上具有十分重要的作用，是各种核糖核酸（RNA）和各种核苷酸辅酶的组成糖，还广泛用于食品、化妆品行业.近年来，随着基因工程研究的逐步深人，L-核搪及其衍生物在医药中的应用报道日益增加［12］，人们发现L-核糖核昔类化合物具有显著的生理活性，在抗肿瘤、抗艾滋病药物研究中显示了极大的优越性，比D核糖核昔类化合物的毒性低.L-核糖核昔活性成分的药物在癌症、乙肝、过敏等疾病的治疗方面有极大的应用潜力. L-核糖应用面的不断扩大，全球L-核糖的需求量逐年增加，与广泛存在于天然化合物中的D核糖相比，L-核糖在自然界和生物体内并不存在，确定了L-核糖是极为昂贵的稀有糖类.因此人们对制备L-核糖方法的研制兴趣日益浓厚，以期寻找适合工业化生产的L-核糖.L-核糖的合成是一个在有机合成中富有挑战性的课题，研究与开发各种合成方法十分活跃，分别有以L-阿拉伯糖、L-木糖、D核糖及非糖类化合物为原料来合成L-核糖的不同方法，但是其收率不高［3］.本实验研究出一种以廉价易得的L-阿拉伯糖为原料来合成L-核糖的高收率的新方法.1实验部分1.1试剂及仪器试剂：如无特殊说明，均为分析纯.仪器：300 MHz核磁共振仪，美国Varian公司生产；CHNOS型元素分析仪，Varian公司生产; SHB23 循环水式真空泵，巩义市予华仪器厂生产;旋转蒸发器RE52C， 巩义市予华仪器厂生产;集热式恒温加热磁力搅拌器，DF101S，巩义市予华仪器厂生产.1.2L-核糖的合成步骤及方法a.在1 000 mL三口瓶中加入去离子水400 mL，搅拌下加入三氧化钼1.3 g，搅拌均匀后，再加入阿拉伯糖100 g，投料毕，外加热使内温慢慢上升至95 ℃后保温6~8 h，降温至20 ℃过滤，滤饼用少量纯水洗涤，合并滤液低于或等于65 ℃下减压浓缩蒸尽水，加入甲醇160 mL搅拌加热至60 ℃，10~20 min，使糖充分溶解后冷却至常温放置结晶24 h以上.b.次日抽滤，滤饼各用冷甲醇50~80 mL洗涤，抽干，收集滤液，滤液减压于65 ℃下蒸尽甲醇，加入水45 mL搅拌加热至50 ℃，用质量分数为5%盐酸中和至pH为6~6.5，冷却至40~30 ℃，加入已事先备好（20 mL95%乙醇与25 g新蒸苯胺混合液），于（35±3）℃搅拌100 min，保温毕，降温至5 ℃以上，放置12 h以上，次日抽干，用冷25%（质量分数）乙醇约50 mL浸洗糖胺，抽干，得淡黄色固体50 g.c.在500 mL三口瓶中加入糖胺45 g左右，纯水250 mL，5%（质量分数）稀盐酸1.2~1.3 mL，于室温下搅拌10 min，加入甲苯100 mL，苯甲酸6.5 g继续搅拌10 min，再加入苯甲醛60 mL，加热至35~40 ℃，保温反应15 h，静置15 min分层，收集水层，减压蒸尽水分（60 ℃）下蒸干，得35 g左右油状物.用甲醇溶解后，常温重结晶，析出大量白色固体，过滤即得产物，在50 ℃真空干燥得白色片状晶体(30 g，收率30 %，熔点80～82 ℃，与L-核糖标准物所测一致). 1H NMR(D2O)δ:3154(m，1H，CH3)，3.72 (m，1H，CH2)，3.93 (m，1H，CH4)，4.11 (d，2H，CH5)，4.95 (d，1H，CH1).元素分析结果:实测值(理论值)/%，C:39.89(40.00)， H:6.70 (6.71)，O:53.41(53.29)，以上数据符合产物结构特征.第5期奚强，等：

L-核糖的合成
武汉工程大学学报第31卷
2结果与讨论2.1反应的机理在异构化中， 在催化剂作用下L-阿拉伯糖的C1与C2位的似平伏键的羟基与钼形成络合物，然后L-阿拉伯糖再发生C1与C2上的氢原子的分子内交换.早在80年代，人们就开始研究在催化剂作用下的立体异构化法合成L-核搪.在钼酸等催化剂的作用下，糖类化合物可发生C2立体异构化反应.Abe［4］等人在二甲基甲酰胺中，以钼与2，4戊二酮的络合物为催化剂，研究了戊醛糖与己醛糖的C2立体异构化反应.类似的研究还有: 在水介质中D阿拉伯糖催化立体异构化为D核糖［5］；Bilik［6］等人研究D［13H］葡萄糖等戊醛糖的C2立体异构化反应生产D［23H］甘露糖，也采用钼酸盐类催化剂；Hayes等人［7］应用13C及D标记的化合物与13C NMR表征证明了Bilik等人所述的1，2位氢原子的迁移是有CC键的重排所引起的.如图1所示: C2，C3和C4上的羟基氧原子与两个钼酸盐分子形成络合物(2)；(2)再重排为C1和C2互为对称的过渡态(3)；(3)的C1与C3之间成键，形成C2的立体异构体(4)，苯胺与(4)中C1上的羰基反应，而以钼为中心的的配合物之间的键断裂，则形成了席夫碱(5)，(5)在酸性条件下，分解成L-核糖溶解在水中.采用的工艺路线如图1所示.图1L-核糖的合成路线
Fig.1The synthesis route of L-ribos2.2收率的影响因素
2.2.1 形成以MO为中心的络合物对产率的影响在第一步反应中，如图1所示，由（1）生成（4）的可逆反应中，反应温度为回流温度，溶剂为水，考察不同反应时间下的产率，结果如图2所示.由图可知，时间过短，配合物的形成与立体异构化不充分，使得产率不高，而时间过长会发生正向反应与其副反应的竞争反应，使得产率有所下降，因此最佳拆分时间为6~8 h.
图2反应时间对产率的影响
Fig.2Reaction time of the yield2.2.2 糖胺的生成对收率的影响在反应生成糖胺过程中，在加入苯胺之前，用质量分数为5%盐酸调节pH值，在其他条件与试验部分相同的情况下，考察了pH值对收率的影响.由图3可知，当pH在酸性范围内，随pH值增加，产物的收率增加.当反应体系在碱性范围时，随pH值的增加，产物的收率减少.从试验结果(如图3所示)可以看出pH值对最后产率的影响很大，当pH值过高或过低时，都影响最终产品的收率，这可能是在过酸或过碱条件下，配合物不稳定，不利于糖胺的形成.因此在加苯胺之前，用5%的盐酸调节的最佳pH值范围为6～6.5.图3pH值对产率的影响
Fig.3pH value of the yield3结语以L-阿拉伯糖经过形成配合物后立体异构化、与苯胺生产糖胺、分解三步反应合成出了L-核糖，其经过熔点测定、1H NMR 与元素分析的表征，数据与文献一致.生产成本低，工艺简单，产率高适合大规模工业生产.