專利名稱：N-β-丙氨酰-(τ-甲基)組氨酸的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及N-3-丙氨酰-(T-甲基)組氨酸的合成方法。
背景技術(shù)：
肌肽(carnosine)是由3 -丙氨酸和L_組氨酸構(gòu)成的二肽(3 -Ala-His-OH)它 廣泛存在于機體的各器官組織，特別在肌肉、腦和眼晶狀體中可高達20mmol/L。肌肽的類 似物(carnosinerelated compounds，CRCs)，如 N_ 0 -丙氨酰-(t -甲基)組氨酸、鵝肌肽 (anserine)、乙酰肌肽(acetylcarnosine)和同型肌肽(homocarnosine)等，它們可相互轉(zhuǎn) 變以適應(yīng)生理需要。肌肽及肌肽類似物是繼S0D和維生素E后又一系列被發(fā)現(xiàn)的天然非酶 促自由基清除劑和抗氧化劑，它們與銅、鋅結(jié)合所形成的復(fù)合物可與S0D作用等同，肌肽及 其類似物能夠抑制由金屬離子、血紅蛋白、酯酶和活性氧催化的脂肪氧化，不影響食品的質(zhì) 地，可以作為天然抗氧化劑應(yīng)用于食品中。另外，N- 0 -丙氨酰-(T -甲基)組氨酸、肌肽及 其他肌肽類似物都能對DNA雙鏈起到保護作用，使其免于被氧化破環(huán)，在這方面，N- 0 -丙 氨酰-(t-甲基)組氨酸的效果是最好的。當需要對組氨酸的T位進行甲基化時，因為氫原子會在T位和Ji位之間遷移， 用常規(guī)方法常常會發(fā)生n位的甲基化?，F(xiàn)有關(guān)于N-0-丙氨酰-(T-甲基)組氨酸的文 獻僅有有機化學(xué)雜志(J0C，1964，1968-1970)所載一篇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種N-0 _丙氨酰_( T _甲基)組氨酸的合成方法，主要解 決為解決常規(guī)方法對組氨酸的T位進行甲基化時，常常會發(fā)生位的甲基化的技術(shù)問題。一種N-0 _丙氨酰_( T _甲基)組氨酸的合成方法，合成步驟如下(1)L-組氨酸(III)與甲醇在氯化亞砜存在下反應(yīng)生成L-組氨酸甲酯鹽酸鹽 (IV)，L-組氨酸甲酯鹽酸鹽(IV)再與羰基二咪唑在溶劑N，N-二甲基甲酰胺中反應(yīng)生成 L-組氨酸甲酯環(huán)化物(V)。(2)L_組氨酸甲酯環(huán)化物(V)與甲基化試劑反應(yīng)生成L-組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺 鹽(VI)，L_組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺鹽(VI)經(jīng)鹽酸水解，得到L_( X -甲基)組氨酸(VII)。 甲基化試劑選擇碘甲烷、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯，甲基化試劑與L-組氨酸甲酯環(huán)化物(V) 的摩爾比為1 1至1 4 ；鹽酸為lm0l/L-6m0l/L的鹽酸。(3)再將L_( T -甲基)組氨酸(VII)甲酯化得到L_( T -甲基)組氨酸甲酯鹽酸 鹽(VIII)，L-(t-甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽(VIII)與以芐氧羰基保護的丙氨酸(II) 在偶聯(lián)試劑作用下生成Z-0-Ala-HiS(T-Me)-OMe(IX)。偶聯(lián)試劑為N-甲基嗎啡啉，氯 甲酸乙酯，N, N-二異丙基乙胺，二環(huán)己基碳二亞胺，卡特縮合劑中的一種以上，N-芐氧羰 基丙氨酸(II)與偶聯(lián)試劑的摩爾比為1 1至1 3。(4)在 Z-0-Ala-His( T-Me)-OMe(IX)中加入水解試劑得到 Z-3 -Ala-His(X-Me)_0H(X)。
(5)在Z-0 -Ala-His( T -Me)-OH(X)中加入氫化試劑脫除芐氧羰基，得最終產(chǎn)物 3 -Ala-His(x -Me)-OH(XI)，即N-3 -丙氨酰-(t -甲基)組氨酸(XI)。水解試劑為lmol/ L-4mol/L的氫氧化鈉水溶液；氫化試劑采用鈀/碳加氫氣進行催化氫化脫除芐氧羰基，其 中氫化催化劑為5% -10%鈀/碳的甲醇、四氫呋喃或二氧六環(huán)溶液。本發(fā)明的合成路線如下制備芐氧羰基保護的0 -丙氨酸，其結(jié)構(gòu)式如II所示，具體反應(yīng)式如下 制備L_( t _甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽，其結(jié)構(gòu)式如VII所示，具體反應(yīng)式如下
制備N- 3 -丙氨酰-(t -甲基)組氨酸，其結(jié)構(gòu)式如XI所示，具體反應(yīng)式如下 本發(fā)明的有益效果是采取先將Ji位與His的游離氨基通過CDI提供的羰基進行 環(huán)化，再對T位進行甲基化的工藝，防止了副反應(yīng)氫原子從T位遷移至位的發(fā)生。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例1 (1) N-芐氧羰基_ 3 _丙氨酸的制備 在燒杯中加入750ml水，3 -丙氨酸150克(1. 685mol)，碳酸氫鈉212克 (2. 527mol)及苯甲氧羰酰琥珀酰亞胺440克，用2mol/L的氫氧化鈉溶液控制pH值在8到9 之間，反應(yīng)完畢后用乙醚萃取雜質(zhì)，棄去乙醚相。水相用乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗滌，無 水硫酸鈉干燥后，蒸去大部分乙酸乙酯，冷凍過夜，過濾得208克白色晶體，收率55. 3%。
(2)組氨酸甲酯鹽酸鹽的制備10L三口瓶中加入6. 5L無水甲醇，加入L-組氨酸620克(4mol)，滴加氯化亞砜 855ml (12mol)，反應(yīng)完成后直接轉(zhuǎn)入20L干凈容器中，加入5L乙醚，濾出940克白色晶體， 收率97%。(3)L-組氨酸甲酯環(huán)化物的制備在三口瓶中加入DMF 8L，組氨酸甲酯鹽酸鹽484克(2mol)，及羰基二咪唑324克 (2mol)，反應(yīng)完成后用二氯甲烷萃取、無水硫酸鈉干燥，并蒸去二氯甲烷，加入少量乙腈結(jié) 晶得到淺黃色晶體148克，收率38%。(4)L-組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺鹽在三口瓶中加入2220ml乙腈，L_組氨酸甲酯環(huán)化物148克(0. 759mol)，及碘甲烷 108克(0. 759mol)，室溫反應(yīng)完畢后濾出白色晶體200克，收率59%。(5)L-( T _甲基)組氨酸的制備在三口瓶中加入873ml lmol/L鹽酸，87. 3克(0. 259mol)L_組氨酸甲酯環(huán)化物的 季胺鹽，反應(yīng)完畢蒸去溶劑后析出黃色固體，烘干得到50克黃色固體，收率79%。(6)L-(t-甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽的制備L_( t -甲基)組氨酸50克(0. 207mol)懸浮于420ml無水甲醇中，滴加氯化亞砜 44ml (0. 621mol)，反應(yīng)完畢后蒸去少量甲醇，加入乙醚后析出大量固體，得白色晶體38. 8 克，收率73%。(7) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OMe 的制備N-芐氧羰基_ 3 _丙氨酸30. 7克(0. 1378mol)溶于600ml 二氯甲烷中，加入三乙 胺21ml (0. 1516mol)，滴入氯甲酸乙酯13ml (0. 1378mol)及L-(t-甲基)組氨酸甲酯鹽酸 鹽38.8克(0. 1516mol)的二氯甲烷溶液，反應(yīng)完畢后分別用水、5 %檸檬酸溶液、飽和食鹽 水洗滌兩次，然后加入無水硫酸鈉干燥，蒸去二氯甲烷后加乙醚析出大量白色固體，得42. 9 克，收率80. 3%。(8) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OH 的制備Z-^ -Ala-His( x -Me)-OMe 42. 9 克(0. llmol)溶于 220ml 甲醇中，滴入 lmol/L 的 氫氧化鈉溶液，反應(yīng)完畢用稀硫酸調(diào)節(jié)PH = 5，蒸去全部溶劑，并濾去鹽。(9) 3 -Ala-His ( x -Me) -0H 的制備在上步所得Z- 0 -Ala-His ( x -Me) -OH中加入5%的鈀/碳甲醇溶液，通入氫氣反 應(yīng)過夜，反應(yīng)完畢，濾去鈀/碳，蒸去全部溶劑，析出灰白色固體22克，HPLC 99. 48%, [M+] =227. 2，收率:83%0實施例2(1)N-芐氧羰基_丙氨酸的制備在燒杯中加入750ml水，3 -丙氨酸150克(1. 685mol)，碳酸氫鈉212克 (2. 527mol)及苯甲氧羰酰琥珀酰亞胺440克，用2mol/L的氫氧化鈉溶液控制pH值在8到9 之間，反應(yīng)完畢后用乙醚萃取雜質(zhì)，棄去乙醚相。水相用乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗滌，無 水硫酸鈉干燥后，蒸去大部分乙酸乙酯，冷凍過夜，過濾得208克白色晶體，收率55. 3%。(2)組氨酸甲酯鹽酸鹽的制備10L三口瓶中加入6. 5L無水甲醇，加入L-組氨酸620克(4mol)，滴加氯化亞砜
7855ml (12mol)，反應(yīng)完成后直接轉(zhuǎn)入20L干凈容器中，加入5L乙醚，濾出940克白色晶體， 收率97%。(3)L-組氨酸甲酯環(huán)化物的制備在三口瓶中加入DMF 8L，組氨酸甲酯鹽酸鹽484克(2mol)，及羰基二咪唑324克 (2mol)，反應(yīng)完成后用二氯甲烷萃取、無水硫酸鈉干燥，并蒸去二氯甲烷，加入少量乙腈結(jié) 晶得到淺黃色晶體148克，收率38%。(4) L-組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺鹽在三口瓶中加入2220ml乙腈，L_組氨酸甲酯環(huán)化物148克(0. 759mol)，及硫酸二 甲酯191克(1. 518mol)，室溫反應(yīng)完畢后濾出白色晶體220克，收率65%。(5)L-( T _甲基)組氨酸的制備在三口瓶中加入430ml 3mol/L鹽酸，87. 3克(0. 259mol)L_組氨酸甲酯環(huán)化物的 季胺鹽，反應(yīng)完畢蒸去溶劑后析出黃色固體，烘干得到53克黃色固體，收率84%。(6)L-( t -甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽的制備L-( t -甲基)組氨酸50克(0. 207mol)懸浮于420ml無水甲醇中，滴加氯化亞砜 44ml (0. 621mol)，反應(yīng)完畢后蒸去少量甲醇，加入乙醚后析出大量固體，得白色晶體38. 8 克，收率73%。(7) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OMe 的制備N-芐氧羰基-0 -丙氨酸30. 7克(0. 1378mol)溶于600ml 二氯甲烷中，加入二環(huán) 己基碳二亞胺56. 7g(0. 2756mol)及L-(t-甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽38. 8克(0. 1516mol) 的二氯甲烷溶液，反應(yīng)完畢后分別用水、5%檸檬酸溶液、飽和食鹽水洗滌兩次，然后加入無 水硫酸鈉干燥，蒸去二氯甲烷后加乙醚析出大量白色固體，得40克，收率74.8%。(8) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OH 的制備Z-^ -Ala-His( x -Me)-OMe 42. 9 克(0. llmol)溶于 220ml 甲醇中，滴入 2mol/L 的 氫氧化鈉溶液，反應(yīng)完畢用稀硫酸調(diào)節(jié)PH = 5，蒸去全部溶劑，并濾去鹽。(9) 3 -Ala-His ( x -Me) -OH 的制備在上步所得Z-0 -Ala-His( t -Me)-0H中加入7%的鈀/碳四氫呋喃溶液，通入氫 氣反應(yīng)過夜，反應(yīng)完畢，濾去鈀/碳，蒸去全部溶劑，析出灰白色固體23克，HPLC 99. 6%, [M+] = 227. 4，收率:87%0實施例3(1)N-芐氧羰基_丙氨酸的制備在燒杯中加入750ml水，3 -丙氨酸150克(1. 685mol)，碳酸氫鈉212克 (2. 527mol)及苯甲氧羰酰琥珀酰亞胺440克，用2mol/L的氫氧化鈉溶液控制pH值在8到9 之間，反應(yīng)完畢后用乙醚萃取雜質(zhì)，棄去乙醚相。水相用乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗滌，無 水硫酸鈉干燥后，蒸去大部分乙酸乙酯，冷凍過夜，過濾得208克白色晶體，收率55. 3%。(2)組氨酸甲酯鹽酸鹽的制備10L三口瓶中加入6. 5L無水甲醇，加入L-組氨酸620克(4mol)，滴加氯化亞砜 855ml (12mol)，反應(yīng)完成后直接轉(zhuǎn)入20L干凈容器中，加入5L乙醚，濾出940克白色晶體， 收率97%。(3)L-組氨酸甲酯環(huán)化物的制備
在三口瓶中加入DMF 8L，組氨酸甲酯鹽酸鹽484克(2mol)，及羰基二咪唑324克 (2mol)，反應(yīng)完成后用二氯甲烷萃取、無水硫酸鈉干燥，并蒸去二氯甲烷，加入少量乙腈結(jié) 晶得到淺黃色晶體148克，收率38%。(4) L-組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺鹽在三口瓶中加入2220ml乙腈，L-組氨酸甲酯環(huán)化物148克(0. 759mol)，及碳酸二 甲酯273克(3. 036mol)，室溫反應(yīng)完畢后濾出白色晶體210克，收率56%。(5)L-( τ -甲基)組氨酸的制備在三口瓶中加入150ml 6mol/L鹽酸，87. 3克(0. 259mol)L-組氨酸甲酯環(huán)化物的 季胺鹽，反應(yīng)完畢蒸去溶劑后析出黃色固體，烘干得到55克黃色固體，收率86. 9%。(6)L-( τ -甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽的制備L_( τ -甲基)組氨酸50克(0. 207mol)懸浮于420ml無水甲醇中，滴加氯化亞砜 44ml (0. 621mol)，反應(yīng)完畢后蒸去少量甲醇，加入乙醚后析出大量固體，得白色晶體38. 8 克，收率73%。(7) Z- β -Ala-His ( τ -Me) -OMe 的制備N-芐氧羰基_ β _丙氨酸30. 7克(0. 1378mol)溶于600ml 二氯甲烷中，加入三乙 胺21ml(0. 1516mol)，滴入卡特縮合劑183g(0. 4134mol)及L-(t-甲基)組氨酸甲酯鹽酸 鹽38.8克(0. 1516mol)的二氯甲烷溶液，反應(yīng)完畢后分別用水、5 %檸檬酸溶液、飽和食鹽 水洗滌兩次，然后加入無水硫酸鈉干燥，蒸去二氯甲烷后加乙醚析出大量白色固體，得45 克，收率84. 2%。(8) Z- β -Ala-His ( τ -Me) -OH 的制備Z-β -Ala-His ( τ -Me)-OMe 42. 9 克(0. llmol)溶于 220ml 甲醇中，滴入 4mol/L 的 氫氧化鈉溶液，反應(yīng)完畢用稀硫酸調(diào)節(jié)PH = 5，蒸去全部溶劑，并濾去鹽。(9) β -Ala-His ( τ -Me) -OH 的制備在上步所得Z- β -Ala-His ( τ -Me) -OH中加入10 %的鈀/碳二氧六環(huán)溶液，通入氫 氣反應(yīng)過夜，反應(yīng)完畢，濾去鈀/碳，蒸去全部溶劑，析出灰白色固體20克，HPLC 99. 2%, [M+] = 227. 5，收率:75%0以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
權(quán)利要求
一種N β 丙氨酰 (τ 甲基)組氨酸的合成方法，其特征是，合成步驟如下(1)L 組氨酸與甲醇在氯化亞砜存在下反應(yīng)生成L 組氨酸甲酯鹽酸鹽，L 組氨酸甲酯鹽酸鹽再與羰基二咪唑生成L 組氨酸甲酯環(huán)化物；(2)L 組氨酸甲酯環(huán)化物與甲基化試劑反應(yīng)生成L 組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺鹽，L 組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺鹽經(jīng)酸水解，得到L (τ 甲基)組氨酸；(3)再將L (τ 甲基)組氨酸甲酯化得到L (τ 甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽，L (τ 甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽與以芐氧羰基保護的β 丙氨酸在偶聯(lián)試劑作用下生成Z β Ala His(τ Me) OMe；(4)在Z β Ala His(τ Me) OMe中加入水解試劑得到Z β Ala His(τ Me) OH；(5)在Z β Ala His(τ Me) OH中加入氫化試劑催化氫化脫除芐氧羰基，得最終產(chǎn)物β Ala His(τ Me) OH，即N β 丙氨酰 (τ 甲基)組氨酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是，步驟(2)中的甲基化試劑選自碘甲烷、 硫酸二甲酯、碳酸二甲酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是，所述甲基化試劑與L-組氨酸甲酯環(huán)化 物的摩爾比為1 1至1 4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是，步驟(2)中的鹽酸的濃度為lmol/ L-6mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是，步驟⑶中的偶聯(lián)試劑為N-甲基嗎啡 啉，氯甲酸乙酯，N，N-二異丙基乙胺，二環(huán)己基碳二亞胺，卡特縮合劑中的一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是，N-芐氧羰基-0-丙氨酸與偶聯(lián)試劑的 摩爾比為1 1至1 3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是，步驟⑷中的水解試劑為lmol/ L-4mol/L的氫氧化鈉水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是，步驟(5)中的氫化試劑采用氫氣和鈀/ 碳催化劑，所述鈀/碳催化劑為5% -10%鈀碳的甲醇、四氫呋喃或二氧六環(huán)溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了N-β-丙氨酰-(τ-甲基)組氨酸的合成方法，解決了常規(guī)方法對組氨酸的τ位進行甲基化時，常常會發(fā)生π位的甲基化的技術(shù)問題。本發(fā)明以L-組氨酸與甲醇在氯化亞砜作用下生成L-組氨酸甲酯鹽酸鹽，再與羰基二咪唑反應(yīng)生成L-組氨酸甲酯環(huán)化物，其與甲基化試劑反應(yīng)生成L-組氨酸甲酯環(huán)化物的季胺鹽，季胺鹽經(jīng)酸水解，得到L-(τ-甲基)組氨酸，再甲酯化得到L-(τ-甲基)組氨酸甲酯鹽酸鹽，然后與以芐氧羰基保護的β-丙氨酸偶聯(lián)得到Z-β-Ala-His(τ-Me)-OMe，經(jīng)水解甲酯，再氫化脫芐氧羰基保護，得最終產(chǎn)物N-β-丙氨酰-(τ-甲基)組氨酸。本發(fā)明所述合成方法防止了副反應(yīng)氫原子從τ位遷移至π位的發(fā)生。
文檔編號C07D233/64GK101891686SQ20101023168
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者周志國, 奚文波, 徐紅巖, 王衛(wèi)國 申請人:吉爾生化(上海)有限公司;上海吉爾多肽有限公司