一種n-甲基-d型- 天冬氨酸的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種N?甲基?D型?天冬氨酸的制備方法，主要解決現(xiàn)在所公布的合成方法中存在的合成不穩(wěn)定性，方向性，和外消旋等的技術(shù)難題。本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種N?甲基?D型?天冬氨酸的合成方法，包括下述步驟：（1）D?天冬氨酸為原料加入甲醇，降溫至0℃以下滴加氯化亞砜反應(yīng)，經(jīng)蒸餾、結(jié)晶得到D型?天冬氨酸?2?甲酯?鹽酸鹽；（2）用D型?天冬氨酸?2?甲酯?鹽酸鹽引入苯環(huán)，（3）采用Eschweiler–Clarke（埃謝偉勒?克萊克）甲基化反應(yīng)引入甲基，（4）用氫化反應(yīng)除去苯環(huán)，（5）皂化得到目標(biāo)產(chǎn)品。本發(fā)明解決了甲基化時(shí)的副反應(yīng)和不穩(wěn)定性，避免使用有毒試劑和季銨鹽的產(chǎn)生。
【專利說明】
一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]N-甲基-D-天冬氨酸(匪DA)是D-天冬氨酸的甲基化產(chǎn)物，一般僅存在于人和動(dòng)物的神經(jīng)和內(nèi)分泌組織中，而其他組織中沒有發(fā)現(xiàn)NMDA大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)，NMDA的生物合成源于D-天冬氨酸，生物體內(nèi)存在著一種能夠催化D-天冬氨酸合成NMDA的酶。很多的研究表明，適量的匪DA能夠顯著促進(jìn)動(dòng)物腺垂體中生長(zhǎng)激素、黃垂體生成素、促性腺激素釋放以及催乳素的分泌，是一種高效促生長(zhǎng)的新型飼料添加劑。近年來，隨著分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的不斷發(fā)展，對(duì)其作用機(jī)制研究的不斷深入，NMDA作為一種新的功能性食品添加劑，有著廣闊的應(yīng)用前景。NMDA可以通過D-天冬氨酸的N-甲基化來合成。到目前為止，文獻(xiàn)報(bào)道了許多不同的方法用于氨基酸的N-甲基化(烷基化)，常用方法包括直接甲基化法、還原胺化法、嗯唑烷酮中間體法。其中，惡唑烷酮中間體法只適用某些氨基酸中有多個(gè)氨基且其它氨基被保護(hù)后進(jìn)行胺化合成路線非常窄，不適用天冬氨酸的氨基化合成。安徽華恒生物工程有限公司一篇文獻(xiàn)報(bào)道用直接甲基化方法合成天冬氨酸的甲基，DMF做溶劑也做反應(yīng)劑，堿性物質(zhì)做縛酸劑，滴加碘甲烷。但是所用的碘甲烷怕光易分解，且產(chǎn)品的產(chǎn)率隨著碘甲烷量的升高而降低，不是很好掌控。所用的縛酸劑為鈉氫，鈉氫極易燃燒，非常危險(xiǎn)，雖然有人進(jìn)行了優(yōu)化將鈉氫改為碳酸鉀，但是該方法卻又出現(xiàn)了因有碳酸鉀的存在使碘甲烷在甲基化的過程中與天冬氨酸的仲胺發(fā)生親核取代反應(yīng)且無法出去該產(chǎn)物。有些方法還普遍存在著合成過程中的低反應(yīng)性和產(chǎn)生不穩(wěn)定的中間體雜質(zhì)等。不利于有效的進(jìn)行目標(biāo)物的合成，本方法主要解決了在合成過程中所使用的一些儲(chǔ)存條件苛刻和容易分解的溶劑以及除去在合成過程中所產(chǎn)生的雜質(zhì)，控制了反應(yīng)的方向性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種N-甲基-D型-天冬氨酸的合成方法，主要解決現(xiàn)在所公布的合成方法中存在的合成不穩(wěn)定性，方向性，和外消旋等的技術(shù)難題和避免了使用有毒的化學(xué)試劑。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種N-甲基-D型-天冬氨酸的合成方法，包括下述步驟:(I)D-天冬氨酸為原料加入甲醇，降溫至(TC以下滴加氯化亞砜反應(yīng)，經(jīng)蒸餾、結(jié)晶得到D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽；(2)用D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽引入苯環(huán)，(3)采用Eschweiler-Clarke(埃謝偉勒-克萊克)甲基化反應(yīng)引入甲基，(4)用氫化反應(yīng)除去苯環(huán)，
[5]皂化得到目標(biāo)產(chǎn)品。
[0005]所述步驟(I)將天冬氨酸懸浮在甲醇中，加入氯化亞砜后保溫反應(yīng);蒸餾乙醚結(jié)晶得到天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽。
[0006]所述步驟(2)引入苯環(huán)的反應(yīng)為:D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，加入甲醇和水混合，降溫至(TC以下滴加三乙胺反應(yīng);常溫滴加苯甲醛，加入硼氫化鈉回流反應(yīng)，經(jīng)過濾、蒸餾、萃取、水洗、干燥濃縮后得到N-苯基-天冬氨酸-2-甲酯?；亓鳒囟仍?0?70 V，回流反應(yīng)時(shí)間為8?12h，優(yōu)選回流溫度60 °C，回流反應(yīng)I Oh。
[0007]所述步驟(3)引入甲基反應(yīng)為將所述(2)反應(yīng)產(chǎn)物加入質(zhì)量百分濃度40%甲醛溶后溶解解在四氫呋喃中加入甲酸，回流，飽和小蘇打水洗干燥濃縮得到N-甲基-苯基-天冬氨酸-2-甲酯。回流溫度在50?70°C，回流反應(yīng)時(shí)間為5?7h，優(yōu)選回流溫度60 °C，回流反應(yīng)時(shí)間為6h。
[0008]所述步驟(4)用鈀碳為催化劑氫化反應(yīng)除去苯環(huán)后濃縮得到N-甲基-天冬氨酸-2-甲酷。
[0009]所述步驟(5)將所述步驟(4)的產(chǎn)物加入甲醇后用氫氧化鋰皂化得到產(chǎn)品。氫氧化鋰濃度選擇在2-4mol/l，優(yōu)選3mol/l.。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:合成具有準(zhǔn)確的方向性，無不利的中間產(chǎn)物，且避免了外消旋的發(fā)生，避免使用有毒有害的化學(xué)試劑，使合成過程安全有效的進(jìn)行。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明產(chǎn)品核磁圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
1、2L三口瓶中加入200gD-天冬氨酸，加入甲醇1.3L，冰鹽降溫；
2、0攝氏度以下滴加氯化亞砜；
3、氯化亞砜滴加完畢后控制溫度不超過15°C反應(yīng)12h;
4、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀430C蒸餾，加入甲醇反復(fù)濃縮3次；
5、有多數(shù)固體出現(xiàn)后停止蒸餾，放冷后加入適量乙醚結(jié)晶，產(chǎn)品為D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，白色晶體；
6、2L三口瓶中加入175gD型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，加入525ml甲醇和245ml水機(jī)械攪拌，冰鹽降溫；
7、0°(:滴加三乙胺1(^，調(diào)節(jié)?!1=7;
8、滴加完畢后控制溫度在5?15°C反應(yīng)30min;
9、常溫下滴加苯甲醛，后攪拌lh;
10、控制溫度不超過15°C加入44g硼氫化鈉，每30min—次，每次加入6g硼氫化鈉；
11、50°C回流12h;濾除白色固體，45 °C下蒸掉一部分的甲醇；
12、500ml乙酸乙酯萃取料子2次，合并乙酸乙酯，用飽和氯化銨水萃取3次，碳酸氫鈉水洗2次，硫酸鈉干燥；
13、45°C蒸掉乙酸乙酯，產(chǎn)品為褐色液體142.2g;
14、三口瓶中加入褐色的產(chǎn)物100g，加入質(zhì)量百分濃度40%甲醛46g加入四氫呋喃150g，攪拌；
15、滴加甲酸22g控制溫度不超過400C，滴加完畢后反應(yīng)Ih，50 °C回流7h;
16、濃縮料子，加入適量乙酸乙酯稀釋，用飽和碳酸氫鈉水洗2次，硫酸鈉干燥，濃縮料子產(chǎn)物為122g; 17、10g產(chǎn)物倒入三口瓶中加入5.2g的鈀碳和520ml甲醇，通入氫氣；
18、氫化4天；
19、濾除固體，產(chǎn)物用2mol/l的氫氧化鋰溶液調(diào)節(jié)pH=7皂化，直到pH穩(wěn)定后停止；
20、加入20ml的乙酸乙酯萃取，水相用6N的鹽酸調(diào)節(jié)pH=2.5;
21、攪拌1.5天后濃縮產(chǎn)品，冷去后加入過量無水酒精結(jié)晶得目標(biāo)產(chǎn)品90g。產(chǎn)品核磁驗(yàn)證見圖1。
[0013]實(shí)施例2
1、2L三口瓶中加入200gD-天冬氨酸，加入甲醇1.3L，冰鹽降溫；
2、0攝氏度以下滴加氯化亞砜；
3、氯化亞砜滴加完畢后控制溫度不超過15°C反應(yīng)12h;
4、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀430C蒸餾，加入甲醇反復(fù)濃縮3次；
5、有多數(shù)固體出現(xiàn)后停止蒸餾，放冷后加入適量乙醚結(jié)晶，產(chǎn)品為D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，白色晶體；
6、2L三口瓶中加入175gD型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，加入525ml甲醇和245ml水機(jī)械攪拌，冰鹽降溫；
7、0°(:滴加三乙胺1(^，調(diào)節(jié)?!1=7;
8、滴加完畢后控制溫度在5?15°C反應(yīng)30min;
9、常溫下滴加苯甲醛，后攪拌lh;
10、控制溫度不超過15°C加入44g硼氫化鈉，每30min—次，每次加入6g硼氫化鈉；
11、60°C回流1h;濾除白色固體，45 °C下蒸掉一部分的甲醇；
12、500ml乙酸乙酯萃取料子2次，合并乙酸乙酯，用飽和氯化銨水萃取3次，碳酸氫鈉水洗2次，硫酸鈉干燥；
13、45°C蒸掉乙酸乙酯，產(chǎn)品為褐色液體142.2g;
14、三口瓶中加入褐色的產(chǎn)物100g，加入質(zhì)量百分濃度40%甲醛46g加入四氫呋喃150g，攪拌；
15、滴加甲酸22g控制溫度不超過400C，滴加完畢后反應(yīng)Ih，60 °C回流6h;
16、濃縮料子，加入適量乙酸乙酯稀釋，用飽和碳酸氫鈉水洗2次，硫酸鈉干燥，濃縮料子產(chǎn)物為122g;
17、10g產(chǎn)物倒入三口瓶中加入5.2g的鈀碳和520ml甲醇，通入氫氣；
18、氫化4天；
19、濾除固體，產(chǎn)物用3mol/l的氫氧化鋰溶液調(diào)節(jié)pH=7皂化，直到pH穩(wěn)定后停止；
20、加入20ml的乙酸乙酯萃取，水相用6N的鹽酸調(diào)節(jié)pH=2.5;
21、攪拌1.5天后濃縮產(chǎn)品，冷卻后加入過量無水酒精結(jié)晶得目標(biāo)產(chǎn)品90g。產(chǎn)品核磁驗(yàn)證見圖1。
[0014]實(shí)施例3
1、2L三口瓶中加入200gD-天冬氨酸，加入甲醇1.3L，冰鹽降溫；
2、0攝氏度以下滴加氯化亞砜；
3、氯化亞砜滴加完畢后控制溫度不超過15°C反應(yīng)12h;
4、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀430C蒸餾，加入甲醇反復(fù)濃縮3次； 5、有多數(shù)固體出現(xiàn)后停止蒸餾，放冷后加入適量乙醚結(jié)晶，產(chǎn)品為D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，白色晶體；
6、2L三口瓶中加入175gD型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，加入525ml甲醇和245ml水機(jī)械攪拌，冰鹽降溫；
7、0°(:滴加三乙胺1(^，調(diào)節(jié)?!1=7;
8、滴加完畢后控制溫度在5?15°C反應(yīng)30min;
9、常溫下滴加苯甲醛，后攪拌lh;
10、控制溫度不超過15°C加入44g硼氫化鈉，每30min—次，每次加入6g硼氫化鈉；
11、70°C回流Sh;濾除白色固體，45 °C下蒸掉一部分的甲醇；
12、500ml乙酸乙酯萃取料子2次，合并乙酸乙酯，用飽和氯化銨水萃取3次，碳酸氫鈉水洗2次，硫酸鈉干燥；
13、45°C蒸掉乙酸乙酯，產(chǎn)品為褐色液體142.2g;
14、三口瓶中加入褐色的產(chǎn)物100g，加入質(zhì)量百分濃度40%甲醛46g加入四氫呋喃150g，攪拌；
15、滴加甲酸22g控制溫度不超過400C，滴加完畢后反應(yīng)Ih，70 °C回流5h;
16、濃縮料子，加入適量乙酸乙酯稀釋，用飽和碳酸氫鈉水洗2次，硫酸鈉干燥，濃縮料子產(chǎn)物為122g;
17、10g產(chǎn)物倒入三口瓶中加入5.2g的鈀碳和520ml甲醇，通入氫氣；
18、氫化4天；
19、濾除固體，產(chǎn)物用4mol/l的氫氧化鋰溶液調(diào)節(jié)pH=7皂化，直到pH穩(wěn)定后停止；
20、加入20ml的乙酸乙酯萃取，水相用6N的鹽酸調(diào)節(jié)pH=2.5;
21、攪拌1.5天后濃縮產(chǎn)品，冷去后加入過量無水酒精結(jié)晶得目標(biāo)產(chǎn)品90g。產(chǎn)品核磁驗(yàn)證見圖1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種N-甲基-D型-天冬氨酸的合成方法，其特征是包括下述步驟: (1)D-天冬氨酸為原料加入甲醇，降溫至(TC以下滴加氯化亞砜反應(yīng)，經(jīng)蒸餾、結(jié)晶得到D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽； (2)用D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽引入苯環(huán)； (3)采用埃謝偉勒-克萊克甲基化反應(yīng)引入甲基； (4)用氫化反應(yīng)除去苯環(huán)； (5)皂化得到目標(biāo)產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法，其特征是所述步驟(2 )引入苯環(huán)的反應(yīng)為:D型-天冬氨酸-2-甲酯.鹽酸鹽，加入甲醇和水混合，降溫至O °C以下滴加三乙胺反應(yīng);常溫滴加苯甲醛，加入硼氫化鈉回流反應(yīng)，經(jīng)過濾、蒸餾、萃取、水洗、干燥濃縮后得到N-苯基-天冬氨酸-2-甲酯?；亓鳒囟仍?0?70°C，回流反應(yīng)時(shí)間為8?12h。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法，其特征是回流溫度60°C，回流反應(yīng)10h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法，其特征是所述的步驟(3)引入甲基反應(yīng)為將所述(2)反應(yīng)產(chǎn)物加入甲醛溶后溶解解在四氫呋喃中加入甲酸，回流，飽和小蘇打水洗干燥濃縮得到N-甲基-苯基-天冬氨酸-2-甲酯；回流溫度在50?70°C，回流反應(yīng)時(shí)間為5?7h。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法，其特征是回流溫度60°C，回流反應(yīng)時(shí)間為6h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法，其特征是所述的步驟(4)用鈀碳為催化劑進(jìn)行氫化除去苯環(huán)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法，其特征是所述的步驟(5)將所述步驟(4)的產(chǎn)物加入甲醇后用氫氧化鋰皂化得到產(chǎn)品；氫氧化鋰濃度選擇在2-4mol/l08.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種N-甲基-D型-天冬氨酸的制備方法，其特征是氫氧化鋰濃度3mol/l.ο
【文檔編號(hào)】C07C227/18GK106008246SQ201610354648
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】徐紅巖, 徐金勇, 孫立革
【申請(qǐng)人】吉爾生化（上海）有限公司, 濱海吉爾多肽有限公司