随着现代生物技术的发展,越来越多的新型疫苗被研发并应用于临床。新型疫苗安全性较传统疫苗有显著提升,但免疫原性却有所下降。佐剂的应用可增强疫苗的免疫效果。虽然疫苗佐剂的研发已取得长足进步,铝佐剂和MF59等多种佐剂已被FDA批准用于人用疫苗,但佐剂诱导的相关不良反应依然限制着疫苗佐剂的开发与应用,因此研发高效、低毒的理想疫苗佐剂日益受到人们的重视。多糖是有机体必不可少的生物大分子,具有广泛的生物学活性。多种中药来源多糖具有免疫促进作用,其中从中药附子中分离出的附子多糖为a-葡聚糖(α-glucan),其结构由五糖重复片段组成,主链为α-(1→6)连接,侧链为α-(1→3)连接。免疫学研究表明,附子多糖具有诱导淋巴细胞增殖、促进细胞因子分泌和增加抗体产生等免疫促进作用,同时其毒性较低,因此附子多糖有望被开发为新型疫苗佐剂。基于上述研究背景,本论文以附子多糖为研究对象,设计并合成一系列基于其α-葡聚五糖重复片段的寡糖分子,即五糖重复片段、二聚体、三聚体以及该五糖的二价、三价和四价“糖簇分子”。后期将进行免疫学活性测定,筛选活性较好的分子,分析构效关系,阐明作用机制,希望能为糖类佐剂的开发提供新思路。本论文研究内容主要包括以下两个部分:第一章,概述人用疫苗佐剂的优缺点和作用机理,期望为佐剂的研究提供新方向。重点论述中药多糖特别是α-glucan分子的免疫增强作用,为糖类疫苗佐剂的研发提供理论支撑。在此基础上,我们以附子多糖为研究对象,提出本课题的依据、目标和实验方案。第二章,附子多糖中α-葡聚五糖重复片段及其多聚体的立体选择性合成。利用本课题组发展的高效方法进行α-葡萄糖苷键的构建,该法的高立体选择性是基于多种因素之间的协同效应实现的,即使用条件优化的AgOTffTolSCl催化体系,结合糖基供体6-0-位酰基的远程参与作用或6-0-位大位阻基团的β-位屏蔽效应。(1)五糖重复片段的合成:全保护五糖采用[1+1+2+1+1]“一釜四步”糖苷化反应构建,以四步40%的产率得到单一 α-构型产物。随后通过三步脱保护反应脱除硅醚基、苯甲酰基、苄基和叠氮基,最终得到目标五糖重复片段。(2)二聚体-十糖的合成:首先尝试采用[5+5]汇聚式合成策略构建全保护十糖分子,反应浓度为20 mM时,以76%的产率得到立体选择性为α:β=1:1的混合产物,降低反应浓度为5mM后,产物立体选择性提高至α:β=5:1。实验结果表明,对于较大的糖基化供体与受体之间的偶联反应,立体选择性相对较差,同时,我们发现较低的反应浓度更有利于α-构型产物的生成。考虑到后续合成分子的复杂性,我们对十糖的合成进行进一步优化。利用供体还原端糖中α-(1→3)分支结构对α-立体选择性的促进作用,将合成策略调整为[4+6],最终以80%的产率得到单一 α-构型的全保护十糖,经上述三步脱保护反应得到二聚体-十糖。(3)三聚体-十五糖的合成:根据十糖合成路线的优化,我们采用[4+5+6]“一釜两步”糖苷化策略构建全保护十五糖,最终以两步60%的产率得到单一 α-构型的十五糖中间体,经上述三步脱保护反应得到三聚体-十五糖。“糖簇分子”是利用“Click反应”,以硫酸铜和抗坏血酸钠为催化体系,将糖基与含不同分支骨架进行偶联得到。以还原端为叠氮丙基的α-葡聚五糖为原料,全保护二价糖簇中间体可以77%的产率顺利得到,随后催化氢化脱除苄基,以82%的收率得到目标二价α-葡聚糖簇。使用相同条件构建体积更大的全保护三价糖簇时,产率极低,因此我们对反应溶剂和抗坏血酸钠的用量进行条件筛选,实验结果表明,以DCM-MeOH-H2O(v:v:v=3:3:1)为溶剂,且对于单个“Click反应”而言,每1.0当量炔基对应0.1当量的硫酸铜和0.5当量的抗坏血酸钠时,产率较高,最终以68%的收率得到全保护三价α-葡聚糖簇。最后,应用上述筛选的反应条件,以64%的产率得到全保护四价α-葡聚糖簇。三价和四价糖簇分子的脱保护工作正在进行之中。