(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109516925 A(43)申请公布日 2019.03.26
(21)申请号 201811281369.9(22)申请日 2018.10.31
(71)申请人 陕西慧康生物科技有限责任公司
地址 710054 陕西省西安市雁塔区雁翔路
西安交通大学科技园保赛大厦四楼(72)发明人 王惠嘉 李谋 张忠旗 王慧
赵金礼 杨小琳 (74)专利代理机构 西安永生专利代理有限责任
公司 61201
代理人 高雪霞(51)Int.Cl.
C07C 227/18(2006.01)C07C 229/24(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
一种谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法(57)摘要
本发明公开了一种谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，该方法以谷氨酸为起始原料，在甲醇中与氯化亚砜作用下，生成谷氨酸双甲酯；然后将谷氨酸双甲酯与三苯基氯甲烷反应生成氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯，氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯在氢氧化钠的作用下脱掉5位的甲酯，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯；三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯与三氯乙酰基亚胺叔丁酯反应生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯，三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯在低浓度的三氟乙酸二氯甲烷溶液中，并加入少量三异丙基硅烷脱掉三苯甲基生成谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯。本发明方法操作简单，副产物很少，极易处理，产物产率很高，解决了现有合成方法操作难度大的问题。
CN 109516925 ACN 109516925 A
权 利 要 求 书
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1.一种谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，其特征在于：(1)将谷氨酸与甲醇在氯化亚砜作用下，室温反应生成谷氨酸双甲酯；(2)将谷氨酸双甲酯与三苯基氯甲烷反应，生成氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯；(3)将氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯在氢氧化钠作用下脱掉5位的甲酯，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯；
(4)将三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯与三氯乙酰基亚胺叔丁酯反应，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯；
(5)将三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯溶解于二氯甲烷中，并加入三氟乙酸和三异丙基硅烷，脱掉三苯甲基，生成谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯。
2.根据权利要求1所述的谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述谷氨酸与氯化亚砜的摩尔比为1:2～4。
3.根据权利要求1所述的谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，其特征在于：步骤(2)中，以二氯甲烷为溶剂，将谷氨酸双甲酯与三苯基氯甲烷在二异丙基乙基胺作用下，室温反应生成氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯；其中所述谷氨酸双甲酯与三苯基氯甲烷、二异丙基乙基胺的摩尔比为1:1.1～1.5:1.1～1.5。
4.根据权利要求1所述的谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，其特征在于：步骤(3)中，以甲醇、四氢呋喃、水体积比为2:2:1的混合液为溶剂，将三苯甲基-谷氨酸双甲酯与氢氧化钠在室温下反应，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯；其中所述三苯甲基-谷氨酸双甲酯与氢氧化钠的摩尔比为1:1.1～1.5。
5.根据权利要求1所述的谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，其特征在于：步骤(4)中，以二氯甲烷为溶剂，将三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯与三氯乙酰基亚胺叔丁酯在室温下反应，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯；其中所述三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯与三氯乙酰基亚胺叔丁酯的摩尔比为1:2～4。
6.根据权利要求1所述的谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，其特征在于：步骤(5)中，所述谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯与三氟乙酸、三异丙基硅烷、二氯甲烷的质量体积比为1g:1mL:1mL:20～30mL。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的谷氨酸为L-谷氨酸、D-谷氨酸、DL-谷氨酸中任意一种。
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说 明 书
一种谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法
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技术领域
[0001]本发明属于多肽合成技术领域，具体涉及一种谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法。
背景技术
[0002]谷氨酸是一种酸性氨基酸，分子内含两个羧基。其大量存在于谷类蛋白质中，在生物体内的蛋白质代谢过程中占据着重要地位，谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之一，也是人类和动物的重要营养物质。很多多肽类的药物及化妆品多肽的氨基酸组成中就含有谷氨酸，但是由于谷氨酸有两个羧基，分别是5位羧基和1位羧基，需要将这两个位置的羧基进行保护，形成保护形态的谷氨酸才能应用于多肽的合成中，而羧基不带保护的谷氨酸是无法应用到多肽合成领域的。因此，谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯是一个重要的谷氨酸衍生物。它可以直接应用于含有谷氨酸的环肽以及直链肽的合成过程中。
[0003]谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯用碱脱保护则可生成谷氨酸-5-叔丁酯。谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯用酸脱保护则可生成谷氨酸-1-甲酯，这两种谷氨酸酯在多肽合成领域都有很广泛的用途。一般情况下谷氨酸-5-叔丁酯的用途更广，在多肽合成中，常常将谷氨酸的5位羧基用叔丁酯保护，而使1位上的羧基裸露出来用来连接别的氨基酸，比如在六胜肽的合成过程中，六胜肽含有2个谷氨酸，在多肽连接的过程中，需要把5位羧基用叔丁酯保护，而1位羧基裸露出来连接别的氨基酸。[0004]另外，谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯可直接应用于含有谷氨酸的环二肽的合成。在含有谷氨酸的环二肽的合成过程中，谷氨酸的1位羧基为甲酯保护，5位羧基为叔丁酯保护，也就是谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯这个化合物，在环合的过程中，1位上的甲酯保护的羧基参与环合，而5位叔丁酯保护的羧基不参与环合。目前为止，还没有在相关文献中找到谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成工艺，而其它的氨基酸的羧基在叔丁酯化的过程中通常有两种方法，一种是用异丁烯合成叔丁酯的模式，一种是用醋酸叔丁酯和高氯酸通过转酯的方式合成叔丁酯的模式。前者由于异丁烯是气体，不易操作，且对反应设备要求高，有一定的危险性。后者用醋酸叔丁酯和高氯酸通过转酯的方式则效率低下，不好控制。发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种安全、高效、易操作的谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯的合成方法。
[0006]针对上述目的，本发明所采用的技术方案由下述步骤组成：[0007]1、将谷氨酸(H-Glu-OH)与甲醇在氯化亚砜作用下，室温反应生成谷氨酸双甲酯(H-Glu(OCH3)-OCH3)。[0008]2、将谷氨酸双甲酯与三苯基氯甲烷反应，生成氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯(Trt-Glu(OCH3)-OCH3)。[0009]3、将氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯在氢氧化钠作用下脱掉5位的甲酯，生
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说 明 书
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成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯(Trt-Glu-OCH3)。[0010]4、将三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯与三氯乙酰基亚胺叔丁酯反应，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯(Trt--Glu(OtBu)-OCH3)。[0011]5、将三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯加入二氯甲烷中，并加入三氟乙酸和三异丙基硅烷，脱掉三苯甲基，生成谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯(H-Glu(Otbu)-OCH3)。[0012]上述步骤1中，优选谷氨酸与氯化亚砜的摩尔比为1:2～4，所述的谷氨酸为L-谷氨酸、D-谷氨酸、DL-谷氨酸中任意一种[0013]上述步骤2的具体方法为：以二氯甲烷为溶剂，将谷氨酸双甲酯与三苯基氯甲烷在二异丙基乙基胺作用下，室温反应生成氨基被三苯甲基保护的谷氨酸双甲酯；其中所述谷氨酸双甲酯与三苯基氯甲烷、二异丙基乙基胺的摩尔比优选1:1.1～1.5:1.1～1.5。[0014]上述步骤3的具体方法为：以甲醇、四氢呋喃、水体积比为2:2:1的混合液为溶剂，将三苯甲基-谷氨酸双甲酯与氢氧化钠在室温下反应，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯；其中所述三苯甲基-谷氨酸双甲酯与氢氧化钠的摩尔比优选1:1.1～1.5。[0015]上述步骤4的具体方法为：以二氯甲烷为溶剂，将三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯与三氯乙酰基亚胺叔丁酯在室温下反应，生成三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯；其中所述三苯甲基-谷氨酸-1-甲酯与三氯乙酰基亚胺叔丁酯的摩尔比优选1:2～4。[0016]上述步骤5中，所述谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯与三氟乙酸、三异丙基硅烷、二氯甲烷的质量体积比优选1g:1mL:1mL:20～30mL。[0017]本发明的有益效果如下：[0018]1、本发明先利用谷氨酸和氯化亚砜在甲醇中生成谷氨酸双甲酯，再用三苯甲基保护氨基，生成三苯甲基-谷氨酸双甲酯，由于三苯甲基空间位阻的存在，使的1位上的甲酯不被皂化反应，即不能被氢氧化钠水解。而5位的甲酯则被水解。从而对两个羧基有了选择性的保护。[0019]2、本发明采用三氯乙酰基亚胺叔丁酯将谷氨酸5位羧基变成叔丁酯，反应在常温下，在二氯甲烷中就可以进行，且副产物很少，极易处理，产率也很高。具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
[0021]实施例1[0022]1、将20g(0.136mol)L-H-Glu-OH加入到500mL茄型瓶中，并加入200mL甲醇，搅拌均匀，冰浴降温至0～5℃，然后滴加30mL(0.4mol)氯化亚砜，滴加完后室温搅拌反应12小时。反应完后35℃减压蒸干溶剂，加入300mL水溶解，用碳酸氢钠调pH＝8，用二氯甲烷萃取3遍，合并二氯甲烷层用氯化钠水溶液洗一遍，40℃减压蒸干，再加入乙醇带干水分，得到19g黄色油状物L-H-Glu(OCH3)-OCH3，摩尔产率80％。[0023]2、将19g(0.108mol)L-H-Glu(OCH3)-OCH3加入到1L茄型瓶中，并加入200mL二氯甲烷搅拌溶解，冰浴降温至0～5℃，依次加入16.8g(0.13mol)二异丙基乙基胺、36g(0.13mol)三苯基氯甲烷，室温搅拌12小时，TLC点板显示反应完全。将反应液柱层析分离，先用1L石油醚冲洗掉杂质，然后用1L乙酸乙酯与石油醚体积比为1:8的混合液冲洗下产物，旋干，加入
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石油醚，搅拌均匀，充分固化，过滤，得到38g白色产物Trt-L-Glu(OCH3)-OCH3，摩尔产率84％。
[0024]3、将10g(0.024mol)Trt-L-Glu(OCH3)-OCH3加入到80mL四氢呋喃中，搅拌溶解，再加入80mL甲醇；取1.15g(0.028mol)氢氧化钠溶解于40mL水中，并将所得氢氧化钠水溶液滴加入反应中，控制温度为10℃。滴加完后，室温搅拌2小时，TLC显示原料反应完全，加入柠檬酸调pH＝5，将反应液倒入300mL水中，加入乙酸乙酯萃取3遍，合并乙酯层，并用氯化钠水溶液洗一遍，40℃减压蒸干。再加入乙醇带干水分，加入石油醚，充分搅拌固化后，过滤得8g白色产物Trt-L-Glu-OCH3，摩尔产率83％。[0025]4、将2g(0.005mol)Trt-L-Glu-OCH3加入到100mL茄型瓶中，并加入30mL二氯甲烷搅拌溶解，然后加入2.7mL(0.015mol)三氯乙酰基亚胺叔丁酯，室温搅拌12小时。TLC显示原料基本反应完全，将反应液蒸干，加入石油醚，充分搅拌，得到2g白色固体产物Trt-L-Glu(OtBu)-OCH3，摩尔产率87％。[0026]5、将2g Trt-L-Glu(OtBu)-OCH3加入到40mL二氯甲烷中，搅拌溶解，并加入2mL三氟乙酸和2mL三异丙基硅烷，室温搅拌2小时，TLC显示原料反应完全，蒸干溶剂，加入水溶解，用碳酸氢钠调pH＝8，加入乙酸乙酯萃取三遍，合并乙酸乙酯层，并用氯化钠水溶液洗一遍，40℃减压蒸干，再加入乙醇带干水分，得到0.9gL-H-Glu(Otbu)-OCH3，即L-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯，摩尔产率95％。[0027]实施例2[0028]1、取30g(0.2mol)D-H-Glu-OH，放入500mL茄型瓶中，加入300mL甲醇，搅拌。冰浴降温至0到5度，滴加50mL(0.69mol)氯化亚砜，滴加完后室温搅拌反应10小时。反应完后35℃减压蒸干溶剂，加入500mL水溶解，用碳酸氢钠调pH＝8，用二氯甲烷萃取3遍，合并二氯甲烷层用氯化钠水溶液洗一遍，40℃减压蒸干，再加入乙醇带干水分，得到31g黄色油状物D-H-Glu(OCH3)-OCH3，摩尔产率88％。[0029]2、取31g(0.18mol)D-H-Glu(OCH3)-OCH3加入到1L茄型瓶中，并加入300mL二氯甲烷搅拌溶解，冰浴降温至0～5℃，依次加入30g(0.234mol)二异丙基乙基胺、65g(0.234mol)三苯基氯甲烷，室温搅拌10小时，TLC点板显示反应完全。将反应液柱层析分离，先用1L石油醚冲洗掉杂质，然后用1L乙酸乙酯与石油醚体积比为1:8的混合液冲洗下产物，旋干，加入石油醚，搅拌均匀，充分固化，过滤，得到60g白色产物Trt-D-Glu(OCH3)-OCH3，摩尔产率80％。[0030]3、将20g(0.048mol)Trt-D-Glu(OCH3)-OCH3加入到160mL四氢呋喃中，搅拌溶解，再加入160mL甲醇；取2.5g(0.06mol)氢氧化钠溶解于80mL水中，并将所得氢氧化钠水溶液滴加入反应中，控制温度为10℃。滴加完后，室温搅拌2小时，TLC显示原料反应完全，加入柠檬酸调pH＝5，将反应液倒入300mL水中，加入乙酸乙酯萃取3遍，合并乙酯层，并用氯化钠水溶液洗一遍，40℃减压蒸干。再加入乙醇带干水分，加入石油醚，充分搅拌固化后，过滤得17g白色产物Trt-D-Glu-OCH3，摩尔产率88％。[0031]4、将4g(0.01mol)Trt-D-Glu-OCH3加入到250mL茄型瓶中，并加入60m L二氯甲烷搅拌溶解，然后加入7mL(0.04mol)三氯乙酰基亚胺叔丁酯，室温搅拌10小时。TLC显示原料基本反应完全，将反应液蒸干，加入石油醚，充分搅拌，得到4.2g白色固体产物Trt-D-Glu(OtBu)-OCH3，摩尔产率91％。[0032]5、将4.2g Trt-D-Glu(OtBu)-OCH3加入到100mL二氯甲烷中，搅拌溶解，并加入4mL
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三氟乙酸和4mL三异丙基硅烷，室温搅拌2小时，TLC显示原料反应完全，蒸干溶剂，加入水溶解，用碳酸氢钠调pH＝8，加入乙酸乙酯萃取三遍，合并乙酸乙酯层，并用氯化钠水溶液洗一遍，40℃减压蒸干，再加入乙醇带干水分，得1.8gD-H-Glu(Otbu)-OCH3，即D-谷氨酸-1-甲酯-5-叔丁酯，摩尔产率90％。
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