烟酰胺核糖的制备方法

背景及概述^[1]

烟酰胺核糖(Nicotinamide riboside，NR)是维生素B3的一种衍生物，可以与磷酸、腺嘌呤形成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD，也称辅酶I)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP，也称辅酶II)，是一种重要辅酶NAD⁺的前体。烟酰胺核糖在人体细胞能量生成中扮演重要角色，它参与细胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(细胞能量转化的重要辅酶)的合成。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸是一种转递质子(更准确来说是氢离子)的辅酶，它出现在细胞很多代谢反应中，参与蛋白质、碳水化合物和脂肪等化合物的分解，如：亮氨酸脱氢酶、甲酸氨脱氢酶、葡萄糖脱氢酶催化的手性还原都需要烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的帮助来完成整个反应，氧化反应亦是如此。随着细胞的衰老或者病变，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的数量就会减少。因此，补充烟酰胺核糖，提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的含量，能够提高细胞的基本代谢活动，从而显著提高细胞活力，提高人体各方面的生理机能。

烟酰胺核糖次被人类记载是在1944年，当时被称为流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza)的生长因子，也被称为生长因子V。流感嗜血杆菌是生活在血液中并依赖血液生活的细菌。从血液中纯化出来的生长因子V有三种结构：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，烟酰胺单核苷酸(NMN)和烟酰胺核糖。后来发现只有烟酰胺核糖能快速促进这种细菌的生长，而以前被认为是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸前体的烟酸、烟酰胺、色氨酸和天冬氨酸没有此功能。2000年，酵母Sir2被发现是一种烟酰胺腺嘌呤二核苷酸依赖的蛋白质赖氨酸去乙酰化酶，为调节寿命的基因和酶感知烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的代谢活动。令人惊异是，当烟酰胺腺嘌呤二核苷酸合成酶(谷氨酰胺水解酶)从酵母细胞中被删除后，烟酰胺核糖能让酵母细胞生长。因此，科学家克隆了酵母和人类的烟酰胺核糖激动酶，而且在实验室和机体内都证明：通过烟酰胺核糖激动酶，烟酰胺核糖转化为烟酰胺单核苷酸。也证实烟酰胺核糖在牛奶中天然存在，人类可以通过口服烟酰胺核糖，提高血液中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的新陈代谢。此后，烟酰胺核糖的研究逐渐成为热点，科学家们发现烟酰胺核糖有许多生物学功能，能显著提高细胞活力，特别是提高衰老细胞的活力。对人体的新陈代谢、免疫力、大脑功能、心血管功能等方面都有明显的改善作用，能够通过整体提升人体机能，让体内细胞处于一种新的活跃状态，达到延缓衰老的目的。

制备^[1]

步骤一、制备中间体2

采用化合物1,2,3,5-四乙酰-β-D-呋喃核糖为起始原料；在玻璃反应釜中，设定好搅拌和温度计(量程0～100℃)，用三角漏斗加入12L二氯甲烷，开搅拌，搅拌速度设定42.5rpm。投1,2,3,5-四乙酰-β-D-呋喃核糖1.2kg(3.77mol)，搅拌溶解。开反应釜夹套循环水(设定12℃)，待内温达到12℃，在滴液漏斗中加入0.84kg(3.78mol)三氟甲磺酸三甲基硅脂，并开始缓慢滴加，滴完后加入0.7kg(5.73mol)烟酰胺。循环水升温至50℃，内温达48℃，开始保温回流。回流4h后，取样。如果HPLC显示原料剩余≤5％，开始降温；如果高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)显示原料剩余＞5％，则继续反应至原料剩余≤5％再降温。HPLC显示反应完成后，直接进行下一步反应。

中间体产物2的核磁共振数据：¹H NMR(400MHz,D₂O)：δ＝9.52(s,1H)，9.29(d,J＝6.4Hz,1H)，9.13-8.99(m,1H)，8.36(dd,J＝8.0,6.4Hz,1H)，6.67(d,J＝4.0Hz,1H)，5.65(dd,J＝5.6,4.0Hz,1H)，5.54(t,J＝5.6Hz,1H)，5.08-4.88(m,1H)，4.67-4.50(m,2H)，2.30-2.12(m,9H)。

步骤二、通过中间体2和甲醇制备烟酰胺核糖

玻璃反应釜上的温度计换成量程-50～50℃，反应釜循环水设定25℃并维持稳定，从釜口用三角漏斗滴加入15L甲醇，搅拌速度设定30rpm。保温反应。反应30min后，取样。如果HPLC显示产物量≥70％，则可停止反应；如果HPLC显示产物量＜70％，则继续反应至产物量≥70％，则可以停止反应，得到烟酰胺核糖粗品。

采用C18(ODS)反相硅胶柱层析法对烟酰胺核糖粗品进行进一步分离纯化，使用0％-10％的甲醇/水溶液进行梯度洗脱，收集目标产物并合并。0.09MPa真空度条件下蒸干溶剂，得到无色油状液体。用0.5倍体积的甲醇溶解油状物后，加入5倍体积的乙酸乙酯进行重结晶操作，析出0.71kg白色固体(两步反应总产率74％)。HPLC方法进行产物纯度分析表明，目的产物烟酰胺核糖的纯度为98.72％，杂质个数为3个，且每个杂质含量不高于0.1％。

烟酰胺核糖的核磁共振数据：¹H NMR(400MHz,D₂O)：δ＝9.60(s,1H,H-2)，9.24(d,1H,J＝5.97Hz,H-6)，8.95(d,1H,J＝7.92Hz,H-4)，8.23(t,1H,J＝7.11Hz,H-5)，6.20(d,1H,J＝4.93Hz,H-1’)，4.45(m,2H,H-2and H-4’)，4.32(t,1H,J＝3.78Hz,H-3’)，4.02(dd,1H，J＝2.74and 2.28Hz,H-5’a)，3.87(dd,1H,J＝2.36and 11.09Hz,H-5’b)。¹³C NMR(300MHz,D₂O)：δ＝146.0,143.0,141.3,128.7,100.2,88.1,77.7,70.2,60.6。

参考文献

[1] [中国发明] CN201810426829.6 一种烟酰胺核糖的制备方法