本發(fā)明屬于環(huán)狀氨基酸合成領(lǐng)域，涉及一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，尤其是涉及一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的化學(xué)合成方法。
背景技術(shù)：
(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
它是一種滲透壓補償溶質(zhì)緩沖劑、柔潤劑，屬于天然物質(zhì)，最早發(fā)現(xiàn)于微生物中，能夠通過體內(nèi)合成和體外轉(zhuǎn)運兩種途徑在其細(xì)胞內(nèi)積累，用以抵抗并調(diào)節(jié)自身過多的鹽分，維持細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡。可將其提取作為肌膚的活性成份，添加于護(hù)膚及防護(hù)產(chǎn)品中，以穩(wěn)定蛋白質(zhì)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)，減少紫外線及干燥的傷害。此外，它對皮膚還有很好的修復(fù)保護(hù)作用，是高檔化妝品采用的生物工程制劑之一，已經(jīng)在多個化妝品品牌中使用。目前，國外(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的生產(chǎn)主要是通過生物法合成，但菌株的來源有限，價格昂貴，且純度僅為96％左右，而國內(nèi)還沒有開始工業(yè)化生產(chǎn)，只有一些研究報道，且所選的菌株活性以及產(chǎn)量與國外相比還存在一定差距。
申請公布號為cn101698662a的中國發(fā)明專利公開了一種1,4,5,6-四氫-2-甲基-4-嘧啶羧酸的人工合成方法，包括以下步驟：(1)取4-硝基苯酚醋酸酯、無機(jī)堿，混合，加入到l-2,4-二氨基丁酸水溶液中進(jìn)行反應(yīng)，邊反應(yīng)邊攪拌，生成2-乙酰胺基-4-氨基丁酸和2-氨基-4-乙酰氨基丁酸混合物，然后用ch2cl2進(jìn)行萃取，得萃取液，然后干燥，減壓蒸餾，真空干燥，得到2-乙酰胺基-4-氨基丁酸和2-氨基-4-乙酰氨基丁酸混合物；(2)將上述反應(yīng)混合物溶于極性有機(jī)溶劑，然后加入 三乙胺，加熱回流，減壓蒸去有機(jī)溶劑，然后用柱層析進(jìn)行純化，即得。上述專利公布的技術(shù)方案中，1,4,5,6-四氫-2-甲基-4-嘧啶羧酸的合成工藝步驟簡單，環(huán)境污染小，但其收率較低，且只停留在實驗室研究階段，距離工業(yè)化生產(chǎn)還有很大距離。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種原料易得、產(chǎn)品純度高、操作簡便并適合于工業(yè)化生產(chǎn)的(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
上述方法合成(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的反應(yīng)過程如下所示：
所述的合成方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮，制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至8-9，然后常溫反應(yīng)10-12小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至1-2，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水，冷卻至0-5℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)8-15小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗2-5次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于50-80℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向有機(jī)溶劑中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流12-36小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于50-70℃干燥4-6小時，即可得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
優(yōu)選的，步驟(4-1)所述的有機(jī)溶劑為無水甲醇。
所述的保護(hù)基團(tuán)為叔丁氧羰基、對甲苯磺酰基或芐氧羰基中的一種。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺、芐氧羰基-l-谷氨酰胺或?qū)妆交酋?l-谷氨酰胺中的一種。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二乙酸碘苯或二(三氟乙酸)碘苯中的一種或兩種。
當(dāng)所述的保護(hù)基團(tuán)為叔丁氧羰基時，所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向去離子水中加入n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸，加熱回流20-30小時，后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌，于50-70℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
當(dāng)所述的保護(hù)基團(tuán)為芐氧羰基時，所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向反應(yīng)容器中加入n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸、有機(jī)溶劑及pd/c，通入氫氣，反應(yīng)20-30小時，后經(jīng)過濾、濃縮、 結(jié)晶、洗滌，于50-70℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
優(yōu)選的，所述的有機(jī)溶劑為無水甲醇。
所述的n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸與pd/c的質(zhì)量比為0.05-0.1:1。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為1-3:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入5-10gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為2-3:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.05-0.15g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為3-5:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為2-4:1。
優(yōu)先選擇叔丁氧羰基作為保護(hù)基團(tuán)，在脫去叔丁氧羰基時，直接用水作為溶劑，加熱回流，即可得到游離的l-2,4-二氨基丁酸，而其它方法通常都是采用鹽酸或三氟乙酸等來脫去叔丁氧羰基，然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)鹽，收率較低，而本發(fā)明則克服了上述缺點。而制得的游離的l-2,4-二氨基丁酸直接與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸，與現(xiàn)有技術(shù)中先制得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸鹽，再進(jìn)行轉(zhuǎn)鹽的反應(yīng)思路相比，本發(fā)明合成方法更加簡便，可重復(fù)性更好。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：
1)采用化學(xué)法合成，合成工藝步驟簡單，反應(yīng)穩(wěn)定且過程可控；
2)原料來源廣泛，價格低廉，且可回收再利用，降低了生產(chǎn)成本；
3)產(chǎn)品收率高，純度可達(dá)到98％以上；
4)容易進(jìn)行放大合成，可工業(yè)化生產(chǎn)，具有市場競爭力。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實施例1：
叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺的合成：
在500ml反應(yīng)瓶中投入谷氨酰胺10克，10％碳酸鈉溶液200毫升，攪拌溶解，加丙酮100毫升，然后在室溫滴加二碳酸二叔丁酯30克和20毫升丙酮的混合液，同時不斷用碳酸鈉調(diào)ph＝8-9，常溫反應(yīng)過夜。用3n鹽酸調(diào)ph＝2，然后用乙酸乙酯提取5次，合并乙酸乙酯，用飽和食鹽水洗三次，然后蒸除乙酸乙酯，得12克 叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺。熔點：206-208℃。
實施例2：
芐氧羰基-l-谷氨酰胺的合成：
在1l反應(yīng)瓶中投入谷氨酰胺30克，10％碳酸鈉溶液500毫升，攪拌溶解，加丙酮300毫升，然后在室溫滴加氯甲酸芐酯60克，同時不斷用碳酸鈉調(diào)ph＝8-9，常溫反應(yīng)過夜。用3n鹽酸調(diào)ph＝2，然后用乙酸乙酯提取5次，合并乙酸乙酯，用飽和食鹽水洗三次，然后蒸除乙酸乙酯，得50克芐氧羰基-l-谷氨酰胺。熔點：135-137℃。
實施例3：
對甲苯磺酰-l-谷氨酰胺的合成：
在500ml反應(yīng)瓶中投入谷氨酰胺20克，10％碳酸鈉溶液200毫升，攪拌溶解，加丙酮100毫升，然后在室溫滴加對甲苯磺酰氯40克和50毫升丙酮的混合液，同時不斷用碳酸鈉調(diào)ph＝8-9，常溫反應(yīng)過夜。用3n鹽酸調(diào)ph＝1，然后用乙酸乙酯提取5次，合并乙酸乙酯，用飽和食鹽水洗三次，然后蒸除乙酸乙酯，得32克對甲苯磺酰-l-谷氨酰胺。熔點：146-148℃。
實施例4：
n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸的合成：
叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺12克，加乙酸乙酯80毫升，四氫呋喃20毫升，水50毫升，冷卻至0℃，加二乙酸碘苯50克，室溫反應(yīng)12小時，反應(yīng)結(jié)束，分出水層，有機(jī)層用水洗三次，合并水層，減壓蒸水加無水乙醇攪拌結(jié)晶，過濾，用乙醇洗二次，抽干，于60℃干燥，得產(chǎn)品4克，熔點206-208℃。
實施例5：
n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸的合成：
芐氧羰基-l-谷氨酰胺14克，加乙酸乙酯80毫升，四氫呋喃20毫升，水50毫升，冷卻至0℃，加二(三氟乙酸)碘苯60克，室溫反應(yīng)12小時，反應(yīng)結(jié)束，分出水層，有機(jī)層用水洗三次，合并水層，減壓蒸水加無水乙醇攪拌結(jié)晶，過濾，用乙醇洗二次，抽干，于60℃干燥，得產(chǎn)品5克，熔點182-186℃。
實施例6：
n2-對甲苯磺酰-l-2,4-二氨基丁酸的合成：
對甲苯磺酰-l-谷氨酰胺15克，加乙酸乙酯100毫升，四氫呋喃30毫升，水 50毫升，冷卻至0℃，加二(三氟乙酸)碘苯60克，室溫反應(yīng)12小時，反應(yīng)結(jié)束，分出水層，有機(jī)層用水洗三次，合并水層，減壓蒸水加無水乙醇攪拌結(jié)晶，過濾，用乙醇洗二次，抽干，于60℃干燥，得產(chǎn)品5.5克，熔點215-218℃。
實施例7：
l-2,4-二氨基丁酸的合成：
n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸4.5克，加30毫升去離子水，加熱回流24小時，然后濃縮干，加無水甲醇結(jié)晶。過濾，用甲醇洗二次，于60℃干燥，得游離的l-2,4-二氨基丁酸2克，熔點：193-195℃，旋光＝+14°(c＝1水)。
實施例8：
l-2,4-二氨基丁酸的合成：
n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸5.2克，加100毫升無水甲醇，加0.5克10％pd/c,通氫氣，反應(yīng)24小時，然后過濾，水洗，合并濾液，然后濃縮干，加無水甲醇結(jié)晶。過濾，用甲醇洗二次，于60℃干燥，得游離的l-2,4-二氨基丁酸2.2克，熔點：190-192℃，旋光＝+15°(c＝1水)。
實施例9：
(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成：
游離的l-2,4-二氨基丁酸2.2克加20毫升甲醇，6.6克原乙酸三甲酯加熱回流12-36小時，然后濃縮加無水甲醇結(jié)晶。過濾，少量甲醇漂洗，于60℃干燥5小時，得最終產(chǎn)品(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸1.2克，hplc純度99.2％，熔點：282℃以上分解，旋光+171°(c＝1meoh)，1h-nmr(d2o)：3.97-4.00(1h，t)，3.18-3.40(2h，m)，2.15(3h，s)，2.02-2.10(2h，m)。
實施例10：
(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的放大合成：
谷氨酰胺2kg，10％碳酸鈉溶液40升，攪拌溶解，加丙酮20升，然后在室溫滴加二碳酸二叔丁酯5kg和4升丙酮的混合液，同時不斷用碳酸鈉調(diào)ph＝8-9，常溫反應(yīng)過夜。用3n鹽酸調(diào)ph＝2，然后用乙酸乙酯提取5次，合并乙酸乙酯，用飽和食鹽水洗三次，然后蒸除乙酸乙酯，得1.3kg叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺。
叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺1.2kg，加乙酸乙酯8升，四氫呋喃2升，水5升，冷卻至0-5℃，加二乙酸碘苯4.5kg，室溫反應(yīng)12-24小時，反應(yīng)結(jié)束，分出水層，有機(jī)層用水洗三次，有機(jī)層進(jìn)行碘苯回收，合并水層，減壓蒸水加無水乙醇攪拌結(jié) 晶，過濾，用乙醇洗二次，抽干，于60℃干燥，得n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸450克。
n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸450克，加3升去離子水，加熱回流24小時，然后濃縮干，加無水甲醇結(jié)晶。過濾，用甲醇洗二次，于60℃干燥，得游離的l-2,4-二氨基丁酸210克。
游離的l-2,4-二氨基丁酸200克加2升甲醇，600克原乙酸三甲酯加熱回流12-36小時，然后濃縮加無水甲醇結(jié)晶。過濾，少量甲醇漂洗，于60℃干燥5小時，得最終產(chǎn)品(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸132克，hplc純度99.6％，熔點：280℃以上分解，旋光+170°(c＝1meoh)，1h-nmr(d2o)：3.97-4.00(1h，t)，3.18-3.40(2h，m)，2.15(3h，s)，2.02-2.10(2h，m)。
實施例11：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
該方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮，制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至8，然后常溫反應(yīng)12小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至1，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水，冷卻至0℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)8小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗5次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于50℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向無水甲醇中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流36小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于50℃干燥6小時，即可得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
所述的保護(hù)基團(tuán)為叔丁氧羰基。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二乙酸碘苯。
所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向去離子水中加入n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸，加熱回流20小時，后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌，于50℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為1:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入5gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為2:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.05g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為3:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為2:1。
實施例12：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
該方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮， 制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至9，然后常溫反應(yīng)10小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至2，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水，冷卻至5℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)15小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗2次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于80℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向無水甲醇中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流12小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于70℃干燥4小時，即可得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
所述的保護(hù)基團(tuán)為叔丁氧羰基。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二(三氟乙酸)碘苯。
所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向去離子水中加入n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸，加熱回流30小時，后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌，于70℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為3:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入10gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為3:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.15g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為5:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為4:1。
實施例13：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
該方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮，制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至8.5，然后常溫反應(yīng)11小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至1.5，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水，冷卻至3℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)12小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗3次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于60℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向無水甲醇中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流20小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于60℃干燥5小時，即可得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
所述的保護(hù)基團(tuán)為叔丁氧羰基。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為叔丁氧羰基-l-谷氨酰胺。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二乙酸碘苯和二(三氟乙酸)碘苯。
當(dāng)所述的保護(hù)基團(tuán)為叔丁氧羰基時，所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向去離子水中加入n2-叔丁氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸，加熱回流25小時，后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌，于60℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為2:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入7gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為2.5:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.1g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為4:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為3:1。
實施例14：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
該方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮，制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至8，然后常溫反應(yīng)10小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至1，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水， 冷卻至0℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)8小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗5次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于80℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向無水甲醇中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流22小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于60℃干燥5小時，即可得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
所述的保護(hù)基團(tuán)為對甲苯磺?；?。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為對甲苯磺酰-l-谷氨酰胺。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二乙酸碘苯。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為2:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入6gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為2:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.15g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為3:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為3:1。
實施例15：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
該方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮， 制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至8，然后常溫反應(yīng)10小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至1，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水，冷卻至0℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)10小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗4次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于80℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向無水甲醇中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流25小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于60℃干燥6小時，即可得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
所述的保護(hù)基團(tuán)為芐氧羰基。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為芐氧羰基-l-谷氨酰胺。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二乙酸碘苯。
所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向反應(yīng)容器中加入n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸、無水甲醇及pd/c，通入氫氣，反應(yīng)25小時，后經(jīng)過濾、濃縮、結(jié)晶、洗滌，于60℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
所述的n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸與pd/c的質(zhì)量比為0.07:1。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為2:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入7gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為3:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.15g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為4:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為3:1。
實施例16：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
該方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮，制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至8，然后常溫反應(yīng)10小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至1，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水，冷卻至0℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)10小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗4次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于80℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向無水甲醇中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流25小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于60℃干燥6小時，即可得(s)-2- 甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
所述的保護(hù)基團(tuán)為芐氧羰基。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為芐氧羰基-l-谷氨酰胺。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二乙酸碘苯。
所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向反應(yīng)容器中加入n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸、無水甲醇及pd/c，通入氫氣，反應(yīng)30小時，后經(jīng)過濾、濃縮、結(jié)晶、洗滌，于70℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
所述的n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸與pd/c的質(zhì)量比為0.05:1。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為2:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入7gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為3:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.15g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為4:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為3:1。
實施例17：
一種(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法，該方法以l-谷氨酰胺為原料，先用保護(hù)基團(tuán)對l-谷氨酰胺的α-氨基進(jìn)行保護(hù)，然后加入脫羰劑，使其發(fā)生霍夫曼降解反應(yīng)，脫去與剩余氨基相連的羰基，再脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸，最后，制得的l-2,4-二氨基丁酸與原乙酸三甲酯進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，即可得到(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
該方法具體包括以下步驟：
(1)氨基保護(hù)：
(1-1)在反應(yīng)容器中加入l-谷氨酰胺和堿性溶液，攪拌溶解后，加入丙酮，制得混合溶液；
(1-2)在室溫下向步驟(1-1)所得混合溶液中滴加保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體和丙酮的混合液，調(diào)節(jié)其ph至8，然后常溫反應(yīng)10小時；
(1-3)待步驟(1-2)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)ph至1，后經(jīng)萃取、水洗、旋蒸，即得到保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺；
(2)霍夫曼降解反應(yīng)：
(2-1)向反應(yīng)容器中加入保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃和水，冷卻至0℃；
(2-2)加入脫羰劑，室溫反應(yīng)10小時；
(2-3)反應(yīng)結(jié)束后，除去水層，有機(jī)層用水洗4次，合并水層，減壓蒸水，后經(jīng)結(jié)晶、過濾、洗滌，即制得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸，再于80℃干燥待用；
(3)脫除保護(hù)基團(tuán)：
將步驟(2-3)所得保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸脫去保護(hù)基團(tuán)，得到l-2,4-二氨基丁酸；
(4)成環(huán)反應(yīng)：
(4-1)向無水甲醇中加入l-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯，加熱回流25小時；
(4-2)然后經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、漂洗，于60℃干燥6小時，即可得(s)-2-甲基-1,4,5,6-四氫甲基嘧啶-4-羧酸。
所述的保護(hù)基團(tuán)為芐氧羰基。
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體為芐氧羰基-l-谷氨酰胺。
步驟(2-2)所述的脫羰劑為二乙酸碘苯。
所述的保護(hù)基團(tuán)-l-2,4-二氨基丁酸為n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸；
步驟(3)所述的脫除保護(hù)基團(tuán)的步驟為：向反應(yīng)容器中加入n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸、無水甲醇及pd/c，通入氫氣，反應(yīng)20小時，后經(jīng)過濾、濃縮、結(jié)晶、洗滌，于50℃干燥，得到l-2,4-二氨基丁酸。
所述的n2-芐氧羰基-l-2,4-二氨基丁酸與pd/c的質(zhì)量比為0.1:1。
步驟(1-1)所述的堿性溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的碳酸鈉溶液，該碳酸鈉溶液與丙酮的體積比為2:1，并且每100ml碳酸鈉溶液加入7gl-谷氨酰胺；
步驟(1-2)所述的保護(hù)基團(tuán)前驅(qū)體與l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為3:1；
步驟(2-1)所述的保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量濃度為0.15g/ml；
步驟(2-2)所述的脫羰劑與保護(hù)基團(tuán)-l-谷氨酰胺的質(zhì)量比為4:1；
步驟(4-1)所述的原乙酸三甲酯與l-2,4-二氨基丁酸的質(zhì)量比為3:1。