[发明专利]人乳三糖半乳糖基乳糖的制备

说明书

本发明提供三种天然等同人乳三糖半乳糖基乳糖，3′‑半乳糖基乳糖，4′‑半乳糖基乳糖和6′‑半乳糖基乳糖及其合成中间体的制备方法。半乳糖基乳糖在母乳中尤其是初乳中含量较高，其具有调节婴儿肠道微生物平衡，影响肠上皮细胞以及预防和治疗肠道炎症方面的潜在药物作用，在营养、食品以及医药领域具有良好的应用潜力。

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及人乳寡糖中半乳糖基乳糖及其中间体的制备。

背景技术

人乳寡糖是在母乳中含量丰富的低聚糖，其含量仅次于乳糖和脂肪，是母乳中第三大固体成分，其在母乳初乳中含量可达20-25g/L，在成熟的母乳中含量在5-20g/L。人乳寡糖的结构种类丰富，科学家解析的人乳寡糖结构已超过150种。研究表明，人乳寡糖除了能为婴儿提供物质能量以外，还具有调节肠道菌群、调节免疫、帮助抵抗病原微生物和促进大脑发育等生理活性。人乳寡糖可作为婴儿肠道益生菌的益生元，促进益生菌的选择性定植，并被发酵分解成短链脂肪酸，减少肠道中有害细菌的定植。人乳寡糖可进入体循环，直接或间接调节婴儿免疫系统，还可直接调节婴儿肠上皮细胞反应，诱导细胞的差异表达。人乳寡糖通过模仿病原体受体的结构，阻止其与靶细胞的粘附，降低婴儿被病原微生物感染的几率。人乳寡糖中的唾液酸还可提供大脑发育所需神经节苷酯类，促进婴儿大脑的发育。人乳寡糖可作为辅助成分添加进婴儿奶粉中，不仅可完善现有婴儿奶粉使其成分更接近母乳的成分，也可使其生理功能更接近母乳，因此人乳寡糖在食品添加剂的应用上具有广阔的前景。

人乳寡糖通常在还原端有一个乳糖核心结构(Gal-β1，4-Glc)，乳糖核心结构可通过不同的糖苷键与其他糖单元连接而生成结构更丰富的三糖到四糖甚至十糖。研究证实人乳寡糖中含有12种糖苷键，主要包括3种半乳糖苷键、2种N-乙酰氨基葡萄糖苷键、4种岩藻糖苷键和3种唾液酸糖苷键。半乳糖基乳糖(Galactosyllactoses，GL)是由半乳糖苷键连接乳糖残基核心的结构形成的人乳寡糖。作为人乳寡糖中的三糖，半乳糖基乳糖能够帮助调节婴儿肠道微生物平衡，影响肠上皮细胞，在预防和治疗肠道炎症方面还有潜在的药物作用，有研究证实其在减轻炎症方面也有明显作用。半乳糖基乳糖在母乳中尤其是产前和产后几天分泌的初乳中含量很高，在人乳寡糖中的含量占比可达9.5％，在母乳中含量可达1.9g/L，是除了2’-岩藻糖基乳糖(2′-FL)和乳糖-N-新四糖(LNnT)以外含量最高的一类人乳低聚糖。

本发明提供了半乳糖基乳糖3′-半乳糖基乳糖(3′-GL)、4′-半乳糖基乳糖(4′-GL)和6′-半乳糖基乳糖(6′-GL)的化学合成方法。3′-GL、4′-GL和6′-GL单糖组成相同，但半乳糖苷键连接位置不同，属于同分异构体。化学合成方法灵活，反应条件过程可控。3′-GL、4′-GL以及6′-GL在营养、食品以及医药领域具有良好的应用潜力。

发明内容

第一方面，本发明提供了一种制备如式1所示，人乳三糖半乳糖基乳糖及其衍生物的合成方法，所述半乳糖基乳糖及其衍生物的结构包括以下特征：

其中，R₁，R₂是以下基团之一：

a)能够通过催化氢化脱去的保护基团；

b)能够通过Lewis酸或质子酸催化脱去的保护基团；

c)是可选择地酰基、可选择地具有取代基的烷基、可选择地具有取代基的芳基或可选择地具有取代基的苄基；

其中，R₃是以下基团之一：

d)H；

e)是一种糖基基团，所述糖基基团由半乳糖或半乳糖基衍生物组成；

f)能够通过催化氢化脱去的保护基团；

g)能够通过Lewis酸或质子酸催化脱去的保护基团；