專利名稱：N-甲酰基-l-天冬氨酸酐的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及N-甲?；?L-天冬氨酸酐(F-Asp＝0)的制備方法，該酸酐用于制備含有末端天冬氨酸的肽類甜味劑，例如α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯(α-APM)。
通過天冬氨酸與第二氨基酸或其衍生物(如L-苯丙氨酸或其甲酯)連接的偶合反應(yīng)，可以制得含有天冬氨?；亩?。這些偶合反應(yīng)需要連接在天冬氨酸部分的氨基保護基，例如，甲?；?、乙酰基、乙酰乙?；⑵S基，取代或未取代的芐酯基，叔丁氧羰基和氫鹵酸鹽。由于甲?；鹬怄i劑的作用，所以將用于本發(fā)明目的的氨基保護基(在本技術(shù)領(lǐng)域常稱之為N-保護基)稱之為N-甲?；?。經(jīng)甲酰化的天冬氨酸酐廣泛地用作起始原料，并且有許多文獻介紹了這一方法(參見本文引為參考文獻的美國專利4，173，562號，3，933，781號和3，962，207號。
在溶劑中進行偶合反應(yīng)，這在有關(guān)生產(chǎn)α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯(α-APM)的幾個專利方法是共同的;參見美國專利3，962，207號(Uchiyama)，美國專利4，173，562號(Bachman)，歐洲專利127，411號(Yaichi等)，以上均引為本文的參考文獻。
通常由天冬氨酸，大大過量的甲酸和乙酸酐組成的混合物生產(chǎn)N-甲?；?L-天冬氨酸酐。必須在反應(yīng)的某一階段通過蒸餾除去過量的甲酸，并使其與乙酸分離，這勢必增加最終產(chǎn)物的成本。本發(fā)明避免了這些額外的蒸餾和分離過程。
本發(fā)明涉及制備N-甲?；?L-天冬氨酸酐(F-Asp＝0)的方法。在形成F-Asp＝0過程中產(chǎn)生的反應(yīng)副產(chǎn)物可以用作與另一氨基酸(如L-苯丙氨酸)進行偶合反應(yīng)的溶劑，由此避免了由于分離而產(chǎn)生的許多問題，并且降低了生產(chǎn)成本。
在足以形成N-甲?；?L-天冬氨酸酐的條件下，在有效量的乙酸酐存在下，通過L-天冬氨酸與甲酸反應(yīng)制得F-Asp＝0。然后，在該反應(yīng)混合物中加入有效量的乙酸酐和C3-C6仲醇，借以消耗掉過量的甲酸。無須處理，所得N-甲?；?L-天冬氨酸酐反應(yīng)混合物就適用于下一步反應(yīng)。
通常按本技術(shù)領(lǐng)域已知的反應(yīng)方法，將天冬氨酸與乙酸酐和甲酸混合即可制得甲?；?L-天冬氨酸酐(參見美國專利3，933，781號，3，962，207號和4，173，562號)。但是，本發(fā)明只采用極少量的甲酸(每摩爾天冬氨酸加1.2-1.35摩爾當量)。特別有用的是在反應(yīng)混合物中加入乙酸酐和異丙醇，將過量的甲酸轉(zhuǎn)化成甲酸異丙酯。
在實施本發(fā)明的過程中，任意地在催化劑(如氧化鎂)存在下，使L-天冬氨酸與極少量的甲酸(按天冬氨酸計，至少為1.2摩爾當量)和乙酸酐(按天冬氨酸計，至少約為2.0摩爾當量)混合，由此形成N-甲?；?L-天冬氨酸酐。
適宜的催化劑包括金屬的氧化物、氫氧化物和鹽，本文引為參考文獻的美國專利4，508，912號和4，550，180號公開了這些催化劑。進行該反應(yīng)的最高溫度約為52℃。最好將該混合物在50℃左右至少攪拌約2.5小時。為了將所有過量的未反應(yīng)的甲酸轉(zhuǎn)化為甲酸-乙酸酐，即，混合酸酐，在反應(yīng)約2.5小時后，補加乙酸酐(約0.2摩爾)。再反應(yīng)2.5小時后，在該反應(yīng)混合物中加入C3-C6仲醇(例如，異丙醇)(以所加入的甲酸總量計為至少約0.3摩爾當量)，以便將所有的甲酸-乙酸酐轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酯，即，甲酸異丙酯。以天冬氨酸計，甲酸的用量最好是1.3至1.35摩爾當量。
另外，在反應(yīng)開始階段，在反應(yīng)混合物中一次性加入乙酸酐(每摩爾天冬氨酸加2.3至2.9摩爾)，然后加入仲醇，借以通過與混合酸酐反應(yīng)形成相應(yīng)的酯，用以消耗掉過量的甲酸。在加入仲醇的同時還可加入少量的乙酸酐。但是，最好將甲酸、大部分乙酸酐和催化劑混合2-3小時左右，然后再加入少量的乙酸酐。在攪拌下將該反應(yīng)再維持2-3小時，然后在反應(yīng)物中加入仲醇(異丙醇)。將該最后的反應(yīng)混合物最好在50℃左右再混合2-3小時使反應(yīng)完全。
然后，使產(chǎn)物N-甲?；?L-天冬氨酸酐直接與另一氨基酸(如L-苯丙氨酸或L-苯丙氨酸甲酯)反應(yīng)，即，進行偶合，由此省掉了所有昂貴、耗時的分離工藝。該反應(yīng)副產(chǎn)物可起到氨基酸偶合反應(yīng)共溶劑的作用。所得的二肽是制備糖精的中間體。
下列實施例旨在具體例證本發(fā)明。所列這些實施例僅作闡示之用，并表明本發(fā)明的精神和范圍并非限于此中的細節(jié)及其修改案。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，即可從此中所披露內(nèi)容顯見其所用物料及方法。
實施例1將0.12g(0.003mole)氧化鎂(催化劑)溶解在16ml(0.405mole)95%的甲酸中。在上述溶液中加入60.2ml乙酸酐，并將其在35-40℃加熱10-15分鐘。然后加入39.93g(0.3mole)L-天冬氨酸，并將該混合物在50±2℃攪拌2.5小時。此時，補加8.6ml乙酸酐，在50±2℃再連續(xù)反應(yīng)2.5小時，然后在該反應(yīng)混合物中加入9.2ml(0.120mole)異丙醇，再連續(xù)加熱2小時。經(jīng)高效液相色譜(HPLC)顯示，此時形成了N-甲?；?L-天冬氨酸酐。
實施例2充氮下，將氧化鎂(0.121g;0.003mole)溶解在16.4ml(0.406mole)93.4%的甲酸中。攪拌下在該反應(yīng)混合物中加入62.5ml(0.655mole)乙酸酐，形成白色沉淀，在隨后的30分鐘內(nèi)，反應(yīng)溫度逐漸升至37-38℃。然后加入L-天冬氨酸(39.93g;0.30mole)，并將該混合物在48-50℃加熱2.5小時。然后補加乙酸酐(8.8ml;0.09mole)，再加熱2.5小時。在該反應(yīng)混合物中加入9.2ml(0.120mole)異丙醇。在50±2℃再連續(xù)加熱2.0小時。將該反應(yīng)混合物冷卻至室溫(22-27℃)。
實施例3將氧化鎂(0.4g;0.01mole)溶解在53.3ml(1.35mole)95%的甲酸和200ml(2.10mole)乙酸酐中。在15分鐘后，反應(yīng)溫度自然升至40℃(從20-22℃)。在該反應(yīng)混合物中加入L-天冬氨酸(133.1g;1.0mole)，將所得漿液在48-50℃加熱2.5小時，此時補加28.9ml(0.303mole)乙酸酐。再連續(xù)加熱2.5小時，然后在該反應(yīng)物中混入30.7ml(0.4mole)異丙醇。將該混合物在48-50℃攪拌1.5小時，然后使之冷卻至室溫(25±2℃)。所得混合物無須處理即可用于下一步反應(yīng)。
實施例4用5分鐘時間將甲酸(95.7%;16ml;0.405mole)滴加到60.2ml(0.631mole)乙酸酐中，在此期間反應(yīng)溫度升至40℃。將該混合物攪拌55分鐘，加入0.43g(0.003mole)乙酸鎂和39.93g(0.3mole)L-天冬氨酸。將所得漿液在47-48℃加熱2.5小時。加入乙酸酐(7.1ml;0.0744mole)，繼續(xù)加熱2.5小時，加入異丙醇(7.21g;0.120mole)，再連續(xù)加熱1.5小時。
實施例5在充氮下，將甲酸(16.0ml;0.405mole)加到0.121g(0.003mole)氧化鎂中，攪拌，直到所有的固體溶解為止。加入乙酸酐(60.2ml;0.631mole)，立即形成白色沉淀，在15分鐘后，溫度升至40℃，加入L-天冬氨酸(39.93g;0.3mole)，并將該漿液在48°-50℃加熱2.5小時。補加乙酸酐(9.3ml;0.0974mole)，連續(xù)加熱2.5小時，加入異丙醇(11.9ml;0.155mole)，并將該混合物加熱1.5小時。
按類似的方法，采用本文所述的各種仲醇和工藝條件，制備了含N-甲?；?L-天冬氨酸酐的最終反應(yīng)混合物，該混合物無須進一步處理即可用于下一步反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種方法，該方法包括(a)在有效量的乙酸酐存在下，于足以形成N-甲?；?L-天冬氨酸酐的條件下，使L-天冬氨酸與甲酸反應(yīng)，然后(b)在上述步驟(a)生成的產(chǎn)物中加入有效量的C3-C6仲醇，借以消耗掉過量的甲酸，由此得到的N-甲?；?L-天冬氨酸酐反應(yīng)混合物無須處理即可用于下一步反應(yīng)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中，所述仲醇是異丙醇并且在催化劑存在下進行該反應(yīng)。
3.按權(quán)利要求2的方法，其中，(ⅰ)以L-天冬氨酸計，在該反應(yīng)混合物中加入約1.25至1.35摩爾當量的甲酸，和(ⅱ)在兩個階段均加入乙酸酐，大部分在步驟(a)加入，小部分在步驟(b)加入。
4.按權(quán)利要求3的方法，其中，在步驟(a)加入的乙酸酐量以L-天冬氨酸計是約2.1至2.5摩爾當量。
5.按權(quán)利要求4的方法，其中，在步驟(b)加入的乙酸酐量以L-天冬氨酸計是約0.2至0.4摩爾當量。
6.按權(quán)利要求5的方法，其中，以L-天冬氨酸計，加入異丙醇的量是約0.25至0.5摩爾當量。
7.按權(quán)利要求6的方法，其中，在約52℃進行該反應(yīng)。
8.按權(quán)利要求7的方法，其中，反應(yīng)溫度是約50℃。
9.一種方法，該方法包括以下按序列的步驟(a)在有效量的乙酸酐存在下，于足以形成N-甲?；?L-天冬氨酸酐的條件下，使L-天冬氨酸與甲酸反應(yīng);(b)在反應(yīng)混合物中加入第二部分乙酸酐;然后(c)加入有效量的C3-C6仲醇，以消耗掉過量的甲酸，其中，所得N-甲?；?L-天冬氨酸酐反應(yīng)混合物無須處理即可用于下一步反應(yīng)。
10.按權(quán)利要求9的方法，其中，所述仲醇是異丙醇，并且，在催化劑存在下進行該反應(yīng)。
11.按權(quán)利要求10的方法，其中(ⅰ)以L-天冬氨酸計，在反應(yīng)混合物中加入約1.25至1.35摩爾當量的甲酸，(ⅱ)以L-天冬氨酸計，在步驟(a)加入約2.1至2.5摩爾當量的乙酸酐，和(ⅲ)以L-天冬氨酸計，在步驟(b)加入約0.2至0.4摩爾當量的乙酸酐。
12.按權(quán)利要求11的方法，其中，以L-天冬氨酸計，加入約0.25至0.5摩爾當量的異丙醇。
13.按權(quán)利要求12的方法，其中，在約52℃進行該反應(yīng)。
14.按權(quán)利要求13的方法，其中，所述溫度是約50℃。
全文摘要
采用極少量的甲酸制備N-甲酰基-L-天冬氨酸酐。在該反應(yīng)混合物中加入乙酸酐和C
文檔編號C07D307/60GK1058784SQ9010690
公開日1992年2月19日 申請日期1990年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月12日
發(fā)明者約翰·B·希爾, 小休·L·德賴登, 羅伯特·A·埃里克森 申請人:紐特拉斯威特公司