專利名稱：一種手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有自由基捕獲功能的手性氨基酸衍生的硝酮自由基 探針及其制備方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于自由基研究的結(jié)果表明，生物體系中的活性氧自由基(R0S)與廣 泛的病理過(guò)程有關(guān)，是導(dǎo)致許多疾病的根源(Zweier J. L. ， Talukder M. A. H. "r心ora". 2006 (70): 181 )。因此分析活性氧自由基顯得
尤為重要，而作為研究自由基的重要工具自由基探針更是人們關(guān)注的焦點(diǎn)
(Pou S. ， Halpern H. J. ， Tsai P. ， Rosen G. M. Jcc. Wes. 1999
(32): 155 - 161 )。自旋捕獲(Spin trapping)結(jié)合電子自旋共振波譜(ESR) 方法作為一種應(yīng)用普遍且最為權(quán)威的自由基分析手段，已經(jīng)廣泛的嘗試應(yīng) 用于生物體系中的自由基檢測(cè)。但自由基捕獲探針卻難以實(shí)現(xiàn)生物體系中 自由基的實(shí)際檢測(cè)，原因如下自由基捕獲探針很難在生物體系中自由基 產(chǎn)生位的點(diǎn)富集，所產(chǎn)生的自旋加合物的壽命較短。劉陽(yáng)平等嘗試將線性 硝酮類自由基探針與含巰基的多肽(或蛋白質(zhì))共價(jià)鏈接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自由 基探針在生物體內(nèi)的專一性靶向富集，提高局域濃度而達(dá)到高的捕獲效率
(LiuY. P., JiY.Q., Song Y. G., et. al Chem Co,n, 2005, 4943-4945 )。 然而，上述線性硝酮類自由基探針只適與合含有巰基的多肽分子鏈接，并 且捕獲自由基后形成的自由基加合物譜圖解析困難。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種具有自由基捕獲功能的手性氨基酸衍生的硝 酮自由基探針及其制備方法。
本發(fā)明所提供的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的化學(xué)結(jié)構(gòu)如通式
(l)中所示:
式(l)
式中，R為C (CH3) 3或C (CH3) 2P (0) (OC2H5) 2; R!為1-氨基乙基、l-氨基-2-甲基丙基、l-氨基-4-曱基丁基、l-氨基-2-曱基丁基、1-氨基-2-羥基乙基、 1-氨基-2- (4-羥基苯基)乙基或1-氨基-2-巰基乙基。
本發(fā)明所提供的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針可通過(guò)兩種方法制得。
其中，第一種方法是通過(guò)將羥胺類化合物與手性氨基醛在有機(jī)溶劑中 縮合，水解，分離，制得，具體步驟如下
將羥胺類化合物與手性氨基醛按摩爾比0. 8 ~ 1: 1加入有機(jī)溶劑中， 并加入占羥胺類化合物質(zhì)量5~10°/ 的脫水劑，加熱至回流溫度，回流反應(yīng) 1~12小時(shí)，分離，再將所得硝酮類化合物水解，分離，得到手性氨基酸衍 生的硝酮自由基探針。
其中，所述的羥胺類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(2)中所示
R、,H H
式(2)式中，R為C (CH;) 3或C線)2P (0) (OC2H5) 2。 所述的手性氨基醛的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(3)中所示
R，O
式(3)
式中，Ri為l-氨基乙基、l-氨基-2-曱基丙基、1-氨基-4-曱基丁基、 l-tt-2-甲基丁基、1-氨基-2-羥基乙基、1-氨基-2- (4-羥基苯基)乙基 或l-氨基-2-巰基乙基。
所述的有機(jī)溶劑為四氫呋喃、三氯甲烷、乙醇或甲醇。
所述的脫水劑為無(wú)水硫酸鎂或無(wú) K硫酸鈉。
本發(fā)明所提的第二種方法是通過(guò)將氨基化合物與手性氨基醛在有機(jī)溶 劑中縮合后，氧化，分離，制得，具體步驟如下
將氨基化合物與手性氨基醛按摩爾比0. 8~1: 1加入有機(jī)溶劑中，加 熱至回流溫度，回流反應(yīng)1~12小時(shí)后，分離，將所得亞胺類化合物溶于 水中，并加入氨基化合物摩爾數(shù)5倍的氧化劑，室溫下反應(yīng)2 5h，分離， 再將所得硝酮類化合物水解，分離，得到手性氨基酸衍生的硝酮自由基探 針；
其中，所述的氨基化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(4)中所示
R、
NH2
式(4)
式中，R為C (CH3) 3或C (CH3) 2P (0) (OC2H5) 2;所述的手性氨基醛的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(3)中所示
式(3)
式中，R,為l-氨基乙基、1-氨基-2-曱基丙基、1-氨基-4-曱基丁基、 l-氨基-2-曱基丁基、1-氨基-2-羥基乙基、1-氨基-2- ( 4-羥基苯基)乙基 或1-氨基-2-巰基乙基。
所述的有機(jī)溶劑為苯、曱苯、四氫呋喃、三氯曱烷、乙醇或曱醇。
所述的氧化劑為鵠酸鈉或過(guò)氧化氫。
本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明通過(guò)將含有手性結(jié)構(gòu)的氨基醛與硝酮自由基探針相鏈接所制得 的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針含有手性結(jié)構(gòu)，具有識(shí)別其它蛋白分 子的功能，易于在生物體內(nèi)產(chǎn)生自由基的特定區(qū)域富集，能夠高效快速的 捕獲到生物體內(nèi)所產(chǎn)生的活性氧自由基；捕獲自由基后形成的自由基加合 物的鐠圖更易于解析。


圖1、實(shí)施例1制備的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的0H自由基 捕獲鐠圖。
圖2、實(shí)施例1制備的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的CH3CH . 0H 自由基捕獲譜圖。
圖3、實(shí)施例1制備的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的CH2 . 0H自 由基捕獲譜圖。圖4、實(shí)施例2制備的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的C02—自由基 捕獲語(yǔ)圖。
圖5、實(shí)施例2制備的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的SO/—自由基 捕獲i普?qǐng)D。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例中所使用的叔丁基羥胺是參照(Stolyarov, B. V.; Krylov.
A.L; Zhurnal Organicheskoi Khimii; Russian,1980; 16(9);
1802-1807 )中所報(bào)導(dǎo)的方法制得的；二乙基(l-羥胺-1-曱基乙基)磷酸
酉旨是參照(Zeghdaoui， Abdelhamid; Tuccio， Beatrice, Perkin Trans 2，
1995， 12, 2087-2090 )中所報(bào)導(dǎo)的方法制得的；N-叔丁氧羰基-L-纈氨醛
是參照(Stanfield, C. ， Parker James E. et.al. J Org Chem. ， 1981,
46(23), 4797-4798 )中所報(bào)導(dǎo)的方法制得的；N-叔丁氧羰基-D-纈氨醛是
參照(Skiles， Jerry W.; Miao, Clara, et.al. JMed. Chem..
1992,35 (26), 4795-4808 )中所報(bào)導(dǎo)的方法制得的；叔丁基氨是參照
(Brander. Recueil des travaux chimiques des pays-bas.， 1918， 37，
83-88 )中所報(bào)導(dǎo)的方法制得的；N-叔丁氧羰基-L-酪氨醛是參照(Palmer,
James T; Rasnick， David; Klaus， JeffreyL., et.al. J Med. Chem.
1995, 38 (17)， 3139-3195 )中所報(bào)導(dǎo)的方法制得的。 實(shí)施例1
將O. 4g N-叔丁氧羰基-D-纈氨醛、0. 88g叔丁基羥胺、40mL四氳呋喃 和O. 02 g無(wú)水硫酸鈉加熱回流12h,過(guò)濾除掉無(wú)水石克酸鈉后，色譜柱分離 (洗脫溶劑為體積比為10: 1的二氯曱烷與乙醇)，得到2-叔丁氧羰基M
9-3-曱基丙基-N-叔丁基氮氧化合物，再將2-叔丁氧羰基氨基-3-曱基丙基 -N-叔丁基氮氧化合物溶于10mL lmol/L的HC1中，室溫下攪拌反應(yīng)半小時(shí) 后，用60mL二氯曱烷萃取，旋蒸除去溶劑，而后用色譜柱分離(洗脫溶劑 為體積比為20: 1的二氯曱烷與乙醇)，得到手性氨基酸衍生的硝酮自由基 4笨4h如結(jié)構(gòu)式(5)中所示。
所得手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的'H NMR (400MHz,CDCl3) 5: 1.02(s，6H)， .43(s，9H)， .49(s，9H)， . 76 (m， 1H), 4. 13 (m, 1H), 4. 55 (d, 1H )，5. 80(s，2H)。
取0. 4g N-叔丁氧羰基-L-纈氨醛、0. 88g 二乙基(1-羥胺-l-曱基乙基) 磷酸酯、40mL三氯曱烷和0. 02 g無(wú)水^琉酸鈉加熱回流12h，過(guò)濾除掉無(wú)水 硫酸鈉后，色譜柱分離(洗脫溶劑為體積比為20: l的二氯曱烷與乙醇)， 得到二乙基(1-曱基-l- (1—5i丁氧羰基氨基-2-曱基丙基)氮乙基)磷酸 酯，再將所得二乙基(1-甲基-l- (l-叔丁氧羰基氨基-2-甲基丙基)氮乙 基)磷酸酯溶于lOmL lmol/L的HC1中，室溫下攪拌反應(yīng)半小時(shí)后，用60mL 二氯甲烷萃取，旋蒸除去溶劑，而后色鐠柱分離(洗脫溶劑為體積比為10: 1的二氯曱烷與乙醇)，得到手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針，如結(jié)構(gòu)式 (6)中所示。
所得手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的^ NMR (400MHz,CDCl3) 5: 1. 04 (d， 2H) ， 1. 42 (t, 6H) ， 1. 46 (s， 6H), 2. 13 (m, 1H) ， 4. 09 (q, 4H) ， 4. 39 (m， 1H )，5. 32(m, 1H),6. 10(s，2H)。
式(5)
實(shí)施例2<formula>formula see original document page 10</formula><formula>formula see original document page 11</formula>式(6)
實(shí)施例3
取O. 4g N-叔丁氧羰基-L-纈氨醛、0. 88g^又丁基羥胺、60mL三氯曱烷 和0. 02 g無(wú)水石克酸鈉加熱回流12h，過(guò)濾除去三氯曱烷后，色i普柱分離(洗 脫溶劑為體積比為20: l的二氯甲烷與乙醇)，得到2-:k丁氧^炭基氨基-3-曱基丙基-N-叔丁基氮氧化合物，再將所得2"^又丁氧羰基氨基-3-曱基丙基 -N-叔丁基氮氧化合物溶于10mL lmol/L的HC1中，室溫下攪拌反應(yīng)半小時(shí) 后，用60mL二氯曱烷萃取，旋蒸除去溶劑，而后用色譜柱分離(洗脫溶劑 為體積比為20: 1的二氯曱烷與乙醇)，得到手性M酸衍生的硝酮自由基 探針，如結(jié)構(gòu)式(7)中所示。
所得手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的'H NMR (400MHz,CDCl3) 1. 02 (d， 6H) ， 1. 43 (s, 9H), 1. 76 (m， 1H) ， 4. 13 (m， 1H), 4. 55 (d, 2H) ， 5. 80 (s， 1H )。<formula>formula see original document page 11</formula>式(7)
實(shí)施例4
取0. 4g N-叔丁氧羰基-L-纈氨醛、0. 88g 二乙基(1-羥胺-l-曱基乙基) 磷酸酯、60mL三氯曱烷和0. 02g無(wú)水石克酸鈉加熱回流12h,過(guò)濾除去無(wú)水 硫酸鈉后，色譜柱分離(洗脫溶劑為體積比為20: l的二氯曱烷與乙醇)， 得到二乙基(1-甲基-1- (l-叔丁氧羰基氨基-2-曱基丙基)氮乙基)磷酸 酯，再將所得二乙基(l-曱基-1- (1-叔丁氧羰基氨基-2-曱基丙基)氮乙 基)磷酸酯溶于10mL lmol/L的HC1中，室溫下攪拌反應(yīng)半小時(shí)后，用60mL 二氯甲烷萃取，旋蒸除去溶劑，而后用色譜柱分離(洗脫溶劑為體積比為 20: l的二氯曱烷與乙醇)，得到手性#^酸衍生的硝酮自由基#:針，如結(jié) 構(gòu)式(8)中所示。所得手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的'H NMR (400MHz, CDC13) 1. 04 (d， 2H) ， 1. 42 (t， 6H) ， 1. 46 (s, 6H), 2. 13 (m, 1H), 4. 09 (q, 4H), 4. 39 (m, 1H ),5. 32(m，2H),6. 10(s，lH)。
取O. 6g NH5l丁氧羰基-L-酪氨醛、0. 88g^又丁基羥胺、60mL四氫呋喃 和0. 03 g無(wú)水石克酸鈉加熱回流12 h,過(guò)濾除去碌b酸鈉后，色i普柱分離(洗 脫溶劑為體積比為20: 1的二氯曱烷與乙醇)，得到2-^k丁氧l炭基氨基-(4-羥基苯丙基)-N-叔丁基氮氧化合物，再將所得2-叔丁氧羰基氨基-(4-羥 基苯丙基)-N-叔丁基氮氧化合物溶于10mL lmol/L的HC1中，室溫下攪拌 反應(yīng)lh后，用60mL二氯曱烷萃取，旋蒸除去溶劑，而后用色i普柱分離(洗 脫溶劑為體積比為10: l的二氯曱烷與乙醇)，得到手性氨基酸^f汙生的硝酮 自由基探針，如結(jié)構(gòu)式(9)中所示。
所得手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的'H NMR (400MHz，CDCU 1. 42 (s， 9H), 2. 76 (m, 1H), 3. 17 (m, 1H), 5. 13 (m， 1H) ， 5. 23 (m, 1H) ， 5. 31 (m， 2H )，5. 88(s, 1H), 6. 70(d, 2H)， 6. 97(d, 2H)。
取0. 4g N-叔丁氧羰基-L-纈氨醛、0. 75g叔丁基氨和60mL氯仿加熱回 流反應(yīng)12h后，用色譜柱分離(洗脫溶劑為體積比為20: l的二氯曱烷與 乙醇)，得到2-叔丁氧羰基氨基-3-甲基丙基-N-叔丁基亞胺，再將所得2-叔丁氧羰基氨基-3-曱基丙基-N-叔丁基亞胺溶于20mL水中，加入2. 9 g鎢
式(8)
實(shí)施例5
式(9)
實(shí)施例6酸鈉，室溫下反應(yīng)5h后，用60mL二氯曱烷萃取，色i普柱分離(洗脫溶劑 為體積比為20: l的二氯甲烷與乙醇)，得到2-叔丁氧羰基氛基-3-曱基丙 基-N-叔丁基氮氧化合物，將所得2-叔丁氧羰基氨基-3-曱基丙基-N-叔丁基 氮氧化合物溶于lOmL lmol/L的HC1中，室溫下攪拌反應(yīng)lh后，用60mL 二氯曱烷萃取，而后用色譜柱分離(洗脫溶劑為體積比為20: 1的二氯曱 烷與乙醇)得到手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針，如結(jié)構(gòu)式(5 )中所示。 實(shí)施例7
取0. 6g N-叔丁氧羰基-L-酪氨醛、0. 75g叔丁基氨和60mL氯仿加熱回 流12h后，用色譜柱分離(洗脫溶劑為體積比為20: 1的二氯曱烷與乙醇)， 得到2-叔丁氧羰基氨基-(4-羥基苯丙基)-N-叔丁基亞胺，再將所得24又 丁氧羰基氨基-(4-羥基苯丙基)-N-叔丁基亞胺溶于20mL水中，加入0. 34g 過(guò)氧化氫，室溫下攪拌反應(yīng)5h后，用60mL二氯曱烷萃取，而后用色錯(cuò)柱 分離(洗脫溶劑為體積比為20: 1的二氯曱烷與乙醇)，得到2-:k丁氧羰基 氨基-(4-羥基苯丙基)-N-叔丁基氮氧化合物，將所得2-叔丁氧羰基氨基-(4-羥基苯丙基)-N-叔丁基氮氧化合物溶于lOmL lmol/L的HC1中，室溫 下攪拌反應(yīng)lh，用60mL二氯曱烷萃取，而后用色譜柱分離(洗脫溶劑為體 積比為20: 1的二氯曱烷與乙醇)，得到手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針， 如結(jié)構(gòu)式(9)中所示。
權(quán)利要求
1、一種手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針，其特征在于，所述的自由基探針的化學(xué)結(jié)構(gòu)如通式(1)中所示式(1)式中，R為C(CH3)3或C(CH3)2P(O)(OC2H5)2；R1為1-氨基乙基、1-氨基-2-甲基丙基、1-氨基-4-甲基丁基、1-氨基-2-甲基丁基、1-氨基-2-羥基乙基、1-氨基-2-(4-羥基苯基)乙基或1-氨基-2-巰基乙基。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手性M酸衍生的硝酮自由基探針的制備方 法，其特征在于，包括以下步驟將羥胺類化合物與手性氨基醛按摩爾比0. 8~1: 1加入有機(jī)溶劑中， 并加入占羥胺類化合物質(zhì)量5~10%的脫水劑，加熱至回流溫度，回流反應(yīng) 1-12小時(shí)，分離，再將所得硝酮類化合物水解，分離，得到手性氨基酸才汙 生的硝酮自由基探針；其中，所述的羥胺類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(2)中所示<formula>formula see original document page 2</formula>式中，R為C (CH3) 3或C (CH3) 2P (0) (OC2H5) 2; 所述的手性氨基醛的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(3)中所示<formula>formula see original document page 2</formula>式(3)式中，^為1-氨基乙基、1-氨基-2-曱基丙基、1-氨基-4-甲基丁基、 l-氨基-2-曱基丁基、l-氨基-2-羥基乙基、l-氨基-2- (4-羥基苯基)乙基 或1-氨基-2-巰基乙基。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為四氫呋喃、 三氯曱烷、乙醇或曱醇。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的脫水劑為無(wú)水硫酸鎂 或無(wú)水硫酸鈉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手性M酸衍生的硝酮自由基探針的制備方 法，其特征在于，包括以下步驟將氨基化合物與手性氨基醛按摩爾比0. 8~1: 1加入有機(jī)溶劑中，加 熱至回流溫度，回流反應(yīng)1~12小時(shí)后，分離，將所得亞胺類化合物溶于 水中，并加入氨基化合物摩爾數(shù)5倍的氧化劑，室溫下反應(yīng)2 5h，分離， 再將所得硝酮類化合物水解，分離，得到手性氨基酸書t生的硝酮自由基探 針；式中，所述的氨基化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(4)中所示<formula>formula see original document page 3</formula>式中，R為C (CH3) 3或C (CH3) 2P (0) (OC2H5) 2; 所述的手性氨基醛的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式(3)中所示<formula>formula see original document page 4</formula> 式(3)式中，Ri為l-氨基乙基、1-氨基-2-曱基丙基、l-氨基-4-曱基丁基、 l-氨基-2-曱基丁基、l-氨基-2-羥基乙基、1-氨基-2- (4-羥基苯基)乙基 或l-氨基-2-巰基乙基。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為苯、曱苯、 四氫呋喃、三氯曱烷、乙醇或曱醇。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的氧化劑為鴒酸鈉或過(guò) 氧化氫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針及其制備方法。本發(fā)明所提供的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針的化學(xué)結(jié)構(gòu)如通式(1)中所示，式中，R為C(CH₃)₃或C(CH₃)₂P(O)(OC₂H₅)₂；R₁為1-氨基乙基、1-氨基-2-甲基丙基、1-氨基-4-甲基丁基、1-氨基-2-甲基丁基、1-氨基-2-羥基乙基、1-氨基-2-(4-羥基苯基)乙基或1-氨基-2-巰基乙基。本發(fā)明通過(guò)將手性氨基醛與硝酮類自由基探針相鏈接制得手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針。本發(fā)明所提供的手性氨基酸衍生的硝酮自由基探針能夠高效快速的捕獲自由基。
文檔編號(hào)C07C291/02GK101560172SQ20091008495
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者揚(yáng) 劉, 杜立波, 王蘭芬, 秋 田, 賈宏瑛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所