專利名稱：(4s)－1－叔丁氧羰基－4－氨基－l－脯氨酸乙酯及其合成工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨基酸領(lǐng)域，尤其涉及一種保護(hù)的氨基酸衍生物——(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯及其合成工藝。
背景技術(shù)：
氨基酸按其存在方式可分為天然氨基酸和非天然氨基酸兩大類。自然界中存在的氨基酸都屬于天然氨基酸，他們種類繁多，應(yīng)用廣泛。非天然氨基酸是人工合成的氨基酸，其結(jié)構(gòu)與天然氨基酸不同，有的是在天然氨基酸中引入一些基團(tuán)以改進(jìn)其性能，有的則與天然氨基酸完全不同，是分子設(shè)計的結(jié)果。近年來由于對氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)在生命活動中的作用研究日趨深入，以及越來越多具有生物功能活性多肽的發(fā)現(xiàn)，對于特殊結(jié)構(gòu)氨基酸的需求越來越大，現(xiàn)有的氨基酸品種已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，非天然氨基酸的合成可以緩解這一矛盾，所以非天然氨基酸的合成研究已成為一個非?；钴S的研究領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
為了尋找新的非天然氨基酸及其合成工藝，本發(fā)明的目的是提供一種通過新的途徑合成一種新的化合物——(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯；本發(fā)明的另一個目的是提供一種新的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯的合成工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實現(xiàn)的一種(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯，其結(jié)構(gòu)式為 上述化合物的表征MS281(M+Na)。元素分析實測值(計算值)/％C56.06(55.80)；H8.71(8.58)；N10.63(10.84)比旋光度[α]20589＝-31.01H-NMR(CDCl3)δ4.85(m，1H，2-HA)，4.19(q，j＝6.6，2H，OCH2CH3)，3.68(m，2H，4-HAand 5-HB)，3.32(m，1H，5-HA)，2.46(m，1H，3-HB)，1.85(m，1H，3HA)，1.47、1.42(2S，9-H，t-OBu)，1.29(t，J＝7.1HZ，3H，OCH2CH3)。
(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯合成工藝為由反式-4-L-羥基脯氨酸為原料經(jīng)酯化、氨基保護(hù)、羥基活化后疊氮基取代、然后疊氮基還原生成非天然氨基酸衍生物-(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯；溫度為常溫，無水氯化氫作為催化劑；疊氮基取代反應(yīng)中，用N，N-二甲基甲酰胺作溶劑，反應(yīng)溫度為50-60℃、疊氮基還原反應(yīng)中，用惰性氣體保護(hù)，回流；反應(yīng)式如下 (Boc)2O二碳酸二叔丁酯，MsCl甲烷磺酰氯。
所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯合成工藝步驟為第一步、(4R)-4-羥基-L-脯氨酸乙酯鹽酸鹽的合成將反式-L-羥基脯氨酸和無水乙醇，通入干燥氯化氫，常溫下反應(yīng)至溶液澄清，析出得白色針狀晶體；第二步、(4R)-1-叔丁氧羰基-4-羥基-L-脯氨酸乙酯的合成將白色針狀晶體分批加入到稀氫氧化鈉水溶液中，將二碳酸二叔丁酯分批加入反應(yīng)體系中，常溫下攪拌反應(yīng)；加入乙酸乙酯，用硫酸氫鈉稀溶液中和至pH為2-3，洗滌，干燥、過濾，旋蒸，得無色油狀化合物；第三步、(4R)-1-叔丁氧羰基-4-MsO-L-脯氨酸乙酯的合成將第二步中的無色油狀化合物加入干燥吡啶，加入甲烷磺酰氯，常溫下繼續(xù)反應(yīng)10-30小時，冷卻，蒸餾水洗滌，干燥，得淡黃色固體；第四步、(4S)-1-叔丁氧羰基-4-疊氮基-L-脯氨酸乙酯的合成將第三步中的淡黃色固體化合物加入到N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌下加入疊氮化鈉，溫度維持40-60℃、時間為30-40小時；冷卻，用乙酸乙酯萃取，萃取液用水洗至中性，再依次用鹽酸和水洗滌；干燥，過濾，旋蒸得淡黃色油狀物；第五步、(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯的合成將淡黃色油狀物加入到四氫呋喃中，再依次加入三苯磷和水；惰性氣體保護(hù)，回流5-10小時；加入乙醚和鹽酸，分液，水層用乙醚萃取和碳酸鈉中和后用二氯甲烷萃??；旋蒸，得無色液體化合物。
所述第一步驟中制得的(4R)-4-羥基-L-脯氨酸乙酯鹽酸鹽熔點142-145℃、比旋光度[α]20589＝-43.9、溶劑為H2O。
所述第二步驟中制得的(4R)-1-叔丁氧羰基-4-羥基-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-31.0。
所述第三步驟中制得的(4R)-1-叔丁氧羰基-4-MsO-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-48、溶劑為CH3Cl。
所述第四步驟中制得的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-疊氮基-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-31.3。
所述第五步驟中制得的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-31.0。
本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明設(shè)計路線簡單，操作條件溫和，收率較高，(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯是一種保護(hù)的氨基酸衍生物，它可以水解得到一種非天然氨基酸，也可以直接作為藥物中間體使用。
具體實施例方式實施例1、(4R)-4-羥基-L-脯氨酸乙酯鹽酸鹽的合成在250mL三角燒瓶中加入13.1g(100mmol)反式-L-羥基脯氨酸和120mL無水乙醇，通入干燥氯化氫，磁力攪拌，常溫下反應(yīng)至溶液澄清。無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液密封放置冰箱過夜，析出大量白色針狀晶體。過濾，濾液旋蒸約剩50mL，再次置于冰箱2小時，又析出白色晶體。過濾，濾液旋蒸約剩10mL，冰箱放置析出晶體，過濾，合并白色晶體，真空干燥器中五氧化二磷干燥。稱重得化合物(3)17.9g。收率91.5％。熔點142-145℃比旋光度[α]20589＝-43.9(H2O c＝0.4124)。
2、(4R)-1-叔丁氧羰基-4-羥基-L-脯氨酸乙酯的合成稱取13.7g(70mmol)化合物(3)分批(4.0g，4.7g，5.0g)加入到冰水冷卻的含2.8g氫氧化鈉100mL水溶液中，再加入120mL四氫呋喃。然后稱取15.7g(72mmol)二碳酸二叔丁酯，分批(5.0g，5.0g，5.7g)加入反應(yīng)體系中。撤去冰浴，常溫下，磁力攪拌2小時。旋蒸除去四氫呋喃，加入150mL乙酸乙酯，冰浴下用10％的硫酸氫鈉中和至pH為2-3，分去有機(jī)層，水層用3×60mL乙酸乙酯萃取。合并有機(jī)層，用3×40mL蒸餾水洗滌，無水硫酸鈉干燥。過濾，旋蒸，得無色油狀化合物(4)，約15.5g。收率85.4％。[α]20589＝-60(CHCl3c＝0.2462)。
3、(4R)-1-叔丁氧羰基-4-MsO-L-脯氨酸乙酯的合成稱取13.0g(50mmol)化合物(4)加入干燥吡啶80mL，冰浴，加入8.4mL(110mmol)甲烷磺酰氯，磁力攪拌4小時，撤去冰浴，常溫下繼續(xù)反應(yīng)20小時。將反應(yīng)液倒入400g碎冰中，并不斷攪拌。待冰完全融化后燒杯中有大量不溶于水的油狀物，分液，油狀物用3×60mL蒸餾水洗滌，在真空干燥器中用五氧化二磷干燥，得淡黃色固體。再用甲醇/石油醚重結(jié)晶。過濾，真空干燥得固體化合物(5)15.8g。收率88.0％。比旋光度[α]20589＝-48(CH3Clc＝0.4540)。
4、(4S)-1-叔丁氧羰基-4-疊氮基-L-脯氨酸乙酯的合成將8.5g(25.2mmol)化合物(5)加入到35mL N，N-二甲基甲酰胺中，磁力攪拌下加入8.2g(126.2mmol)疊氮化鈉。50℃磁力攪拌36小時。冷卻后加入70mL水稀釋，用100mL乙酸乙酯萃取，萃取液用水洗至中性，再依次用3×60mL 0.1mol/L的鹽酸和3×60mL水洗滌。無水硫酸鈉干燥，過濾，旋蒸得淡黃色油狀物(6)6.4g。收率90％。比旋光度[α]20589＝-31.3。
5、(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯的合成將淡黃色油狀物2.3g(8mmol)加入到40mL四氫呋喃中，再依次加入4.18g(16mmol)三苯瞵和0.29g(16mmol)水。惰性氣體保護(hù)，磁力攪拌，回流6小時。加入100mL乙醚和0.1mol/L鹽酸80mL，分液，水層用3×60mL乙醚萃取和50mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉中和后用3×50mL二氯甲烷萃取。合并二氯甲烷，旋蒸，得物色液體化合物。硅膠柱快速分離(乙酸乙酯∶丙酮＝1∶1洗脫)，無水硫酸鎂干燥24小時，過濾后旋蒸得無色液體化合物(1)1.8g。收率89％。比旋光度[α]20589＝-31.0。
上述化合物的表征MS281(M+Na)。元素分析實測值(計算值)/％C56.06(55.80)；H8.71(8.58)；N10.63(10.84)比旋光度[α]20589＝-31.01H-NMR(CDCl3)δ4.85(m，1H，2-HA)，4.19(q，j＝6.6，2H，OCH2CH3)，3.68(m，2H，4-HAand 5-HB)，3.32(m，1H，5-HA)，2.46(m，1H，3-HB)，1.85(m，1H，3HA)，1.47、1.42(2S，9-H，t-OBu)，1.29(t，J＝7.1HZ，3H，OCH2CH3)。
權(quán)利要求
1.一種(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯，其結(jié)構(gòu)式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯，其特征在于其表征MS281(M+Na)；元素分析實測值(計算值)/％C56.06(55.80)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯，其特征在于其表征H8.71(8.58)；N10.63(10.84)比旋光度[α]20589＝-31.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯，其特征在于其表征1H-NMR(CDCl3)δ4.85(m，1H，2-HA)，4.19(q，j＝6.6，2H，OCH2CH3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯，其特征在于其表征3.68(m，2H，4-HAand5-HB)，3.32(m，1H，5-HA)，2.46(m，1H，3-HB)，1.85(m，1H，3HA)，1.4、1.42(2S，9-H，t-OBu)，1.29(t，J＝7.1Hz，3H，OCH2CH3)。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的任一(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯合成工藝為由反式-4-L-羥基脯氨酸為原料經(jīng)常溫酯化、氨基保護(hù)、羥基活化后疊氮基取代、然后疊氮基還原生成非天然氨基酸衍生物-(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯；無水氯化氫作為催化劑；疊氮基取代反應(yīng)中，用N，N-二甲基甲酰胺作溶劑，反應(yīng)溫度為50-60℃、疊氮基還原反應(yīng)中，用惰性氣體保護(hù)，回流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯合成工藝步驟為第一步、(4R)-4-羥基-L-脯氨酸乙酯鹽酸鹽的合成將反式-L-羥基脯氨酸和無水乙醇，通入干燥氯化氫，常溫下反應(yīng)至溶液澄清，析出得白色針狀晶體；第二步、(4R)-1-叔丁氧羰基4-羥基-L-脯氨酸乙酯的合成將白色針狀晶體分批加入到稀氫氧化鈉水溶液中，將二碳酸二叔丁酯分批加入反應(yīng)體系中，常溫下攪拌2-4小時，加入乙酸乙酯，用硫酸氫鈉稀溶液中和至pH為2-3，洗滌，干燥、過濾，旋蒸，得無色油狀化合物；第三步、(4R)-1-叔丁氧羰基-4-MsO-L-脯氨酸乙酯的合成將第二步中的無色油狀化合物加入干燥吡啶，加入甲烷磺酰氯，常溫下繼續(xù)反應(yīng)10-30小時，冷卻，洗滌，干燥，得淡黃色固體；第四步、(4S)-1-叔丁氧羰基-4-疊氮基-L-脯氨酸乙酯的合成將第三步中的淡黃色固體化合物加入到N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌下加入疊氮化鈉，溫度維持40-60℃、時間為30-40小時；冷卻，用乙酸乙酯萃取，萃取液用水洗至中性，過濾，旋蒸得淡黃色油狀物；第五步、(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯的合成將淡黃色油狀物加入到四氫呋喃中，再依次加入三苯磷和水；惰性氣體保護(hù)，回流5-10小時；加入乙醚和鹽酸，分液，水層用乙醚萃取和碳酸鈉中和后用二氯甲烷萃??；旋蒸，得無色液體化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯合成工藝，其特征在于所述第一步驟中制得的(4R)-4-羥基-L-脯氨酸乙酯鹽酸鹽熔點142-145℃、比旋光度[α]20589＝-43.9、溶劑為H2O。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的(4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯合成工藝，其特征在于所述第二步驟中制得的(4R)-1-叔丁氧羰基-4-羥基-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-31.0；所述第三步驟中制得的(4R)-1-叔丁氧羰基-4-MsO-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-48、溶劑為CH3Cl；所述第四步驟中制得的4S)-1-叔丁氧羰基-4-疊氮基-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-31.3；所述第五步驟中制得的4S)-1-叔丁氧羰基-4-氨基-L-脯氨酸乙酯比旋光度[α]20589＝-31.0。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種(4S)－1－叔丁氧羰基－4－氨基－L－脯氨酸乙酯，其結(jié)構(gòu)式如圖，合成工藝為由反式－4－L－羥基脯氨酸為原料經(jīng)常溫酯化、氨基保護(hù)、羥基活化后疊氮基取代、然后疊氮基還原生成非天然氨基酸衍生物－(4S)－1－叔丁氧羰基－4－氨基－L－脯氨酸乙酯；無水氯化氫作為催化劑；疊氮基取代反應(yīng)中，用N，N－二甲基甲酰胺作溶劑，反應(yīng)溫度為50－60℃、疊氮基還原反應(yīng)中，用惰性氣體保護(hù)，回流。本發(fā)明設(shè)計路線簡單，操作條件溫和，收率較高，(4S)－1－叔丁氧羰基－4－氨基－L－脯氨酸乙酯是一種保護(hù)的氨基酸衍生物，它可以水解得到一種非天然氨基酸，也可以直接作為藥物中間體使用。
文檔編號C07D207/16GK1785974SQ200510107269
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者胡建立, 李偉, 王潑 申請人:鄭州大學(xué)