[发明专利]异丙基‑β‑D硫代半乳糖苷的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学合成方法，特别涉及一种异丙基-β-D硫代半乳糖苷的合成方法。

技术背景

异丙基-β-D硫代半乳糖苷(Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside，简称为IPTG)。IPTG是β–半乳糖苷酶的活性诱导物质。当pUC系列的载体DNA(或其他带有lacZ基因载体DNA)以lacZ缺失细胞为宿主进行转化时、或用M13噬菌体的载体DNA进行转染时，如果在平板培养基中加入X–Gal和IPTG，由于β–半乳糖苷酶的α–互补性，可以根据是否呈现白色菌落(或噬菌斑)而方便地挑选出基因重组体。此外，它还可以作为具有lac或tac等启动子的表达载体的表达诱导物使用。由于该物质合成比较困难，然而该物质主要依赖进口，而且价高昂贵。因此，低成本合成该物质具有一定的市场前景。

目前应用最广泛的IPTG合成方法是以五乙酰基半乳糖和异丙基硫醇为原料，在三氟化硼为路易斯酸的条件下反应得到异丙基-β-D硫代乙酰基半乳糖苷，最后在碱性体系中水解得到IPTG。该方法的缺陷在于：使用异丙基硫醇气味难闻，而且有毒；另外在生成关键中间体异丙基-β-D硫代乙酰基半乳糖苷的同时会生产一个IPTG的异构体杂质，从而导致IPTG分离提纯困难，而且产率较低，仅适用实验室合成，不适用工业化生产。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种异丙基-β-D硫代半乳糖苷的合成方法，即避免了使用气味难闻、有毒的异丙基硫醇，也避免了IPTG的异构体杂质的产生。本发明操作简便、收率高、纯度高等优点。适合工业化生产。

为达到此目的，本发明的IPTG的合成方法，包括以下步骤：

(1)以五乙酰基半乳糖为起始原料，与硫脲进行取代反应，得到化合物S-四乙酰基半乳糖异硫脲氟代盐，化学反应式如下：

(2)以步骤(1)所得的化合物S-四乙酰基半乳糖异硫脲氟代盐与偏焦亚硫酸盐反应，得到化合物S-四乙酰基半乳糖；

(3)以步骤(2)所得的化合物S-四乙酰基半乳糖与异丙基溴反应，得到异丙基-β-D硫代四乙酰基半乳糖苷；

(4)以步骤(3)所得的化合物异丙基-β-D硫代四乙酰基半乳糖苷在碱体系水解，得到异丙基-β-D硫代半乳糖苷；

在上述的化学式中，Ac为乙酰基。

进一步，步骤(1)中所述的酸为三氟化硼。

进一步，步骤(1)中所述的有机溶液为二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或混合溶剂。

进一步，步骤(1)中五乙酰基半乳糖与硫脲的摩尔比为1:1.2-1:3.1。

进一步，步骤(1)中反应温度为0-90℃。

进一步，步骤(2)中所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、水、甲醇中的一种或其中几种混合溶剂。

进一步，步骤(2)中所述偏焦亚硫酸盐为偏焦亚硫酸钾、偏焦亚硫酸钠中的一种。

进一步，步骤(2)中S-乙酰基半乳糖异硫脲氟代盐与偏焦亚硫酸盐的摩尔比为1:1-1:2。

进一步，步骤(2)中回流反应5-10小时。

进一步，步骤(3)中所述的碱为碳酸钾、碳酸钠中的一种。

进一步，步骤(3)中所述的有机溶剂为二氯亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮中的一种或其中几种混合溶剂。

进一步，步骤(3)中S-四乙酰基半乳糖与异丙基溴的摩尔比为1:1到1:2。

进一步，步骤(3)中反应温度为25℃到100℃。

进一步，步骤(3)中反应时间为5-24小时。

进一步，步骤(4)中所述的碱体系为PH为9-11的甲醇与甲醇钠体系。

本发明的有益效果在于：本发明的IPTG合成新方法，克服了现有技术的不足，也避免了使用气味难闻、有毒的异丙基硫醇和IPTG的异构体杂质的产生。本发明操作简便、收率高、纯度高等优点。适合工业化生产，具有良好的、广阔的市场前景。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，本发明实施例的制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单该进都是本发明要求保护的范围。

实施例一

步骤一：