專利名稱：環(d-苯丙-d-組)二肽的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種環(D-苯丙-D-組)二肽的制備方法。
背景技術：
光學活性氰醇在合成光學活性農藥中有著廣泛的應用，同時也可合成光學活性醫藥，如它可用于合成β-類腎上腺素阻斷劑。此外氰醇的兩個官能團可以很容易地被控制而轉變成α-羥基酸，α-羥基酯，α-羥基酮和β-羥基胺等一系列光學活性異構體，它們都是重要的農藥和醫藥中間體[林國強著.手性合成---不對稱反應及其應用。北京科學出版社，第一版，20001～34]。因此，制備對映體純的氰醇異構體無論在理論上還是在實踐上都具有重要的意義。常用的手性催化劑主要有以下幾種[朱穎，楊立榮，朱自強.光學活性氰醇研究進展。有機化學，1999，19(5)468-474]酶、手性金屬絡合物、手性環二肽、手性海因和光學活性生物堿。其中以手性環二肽做催化劑時，無論是產率還是效率都較好。
手性環(苯丙-組)二肽的合成方法據文獻報道主要有混合酸酐法和活潑酯法。童躍進[童躍進，丁孟賢，以Cyclo(L-Phe-L-His)催化的芳香氰醇的不對稱合成，應用化學，1990，7(1)464-470]等以L-苯丙氨酸，L-組氨酸為原料，用活潑酯法(經N端芐氧羰基，C端甲酯化保護，用氯甲酸異丁酯活化接肽得)經三步合成Cyclo(L-Phe-L-His)，總產率為65％。Stoutamire Donald W等[Stoutamire DonaldW；Tieman Charles H；Dong Walter Cyclo(D-phenylal anyl-D-histidine)EP0451927]以D-苯丙氨酸，D-組氨酸為原料，經N端芐氧羰基，C端甲酯化保護，用硝基苯酯法接肽得Cyclo(D-Phe-D-His)，產率為60％。英國專利[GB2143823]報道以R-苯丙氨酸，R-組氨酸為原料，經N端芐氧羰基，C端甲酯化保護，用DCC接肽得Cyclo(R-Phe-R-His)，產率為62％。在這幾種方法中，方法一氯甲酸異丁酯不易制備、價格昂貴，且要-25℃的低溫；方法二需使用三氯氧磷，廢棄物對環境污染極大；在方法三中使用的DCC比較昂貴，且使用乙腈做溶劑，三種方法都使用液體堿三廢排放難以控制。綜上所述的幾種方法都有成本較高，環境污染較大的缺點，不利于工業化。
發明內容
本發明的目的在于避免上述現有技術中不足之處而提供一種苯丙氨酸在固體堿條件下N端芐氧羰基保護，組氨酸C端甲酯化保護，光氣法活化接肽，催化氫化脫保護基，成環幾步合成環(D-苯丙-D-組)二肽。
本發明產品為環(D-苯丙-D-組)二肽，分子式為 環(D-苯丙-D-組)二肽可用做合成手性氰醇的催化劑。
本發明的制備方法如下根據本發明工藝，化合物環(D-苯丙-D-組)二肽的制備需通過五步反應完成，第一步D-組氨酸在氯化亞砜(或氯化氫)的催化下和醇發生酯化反應(保護羧基)，常用的醇為甲醇、乙醇、芐醇，得到D-組氨酸酯。第二步D-苯丙氨酸在有機溶劑(甲醇、乙醇、乙醚)中，固體堿(氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉)催化下，用氯甲酸芐酯保護氨基，得到N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-(Z-D-Phe)，第三步再用光氣和對硝基苯酚將Z-D-Phe活化得到N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯，第四步中間體N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯與D-組氨酸酯進行縮合反應得到N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-組氨酸甲酯(Z-D-Phe-D-His-OMe)。第五步Z-D-Phe-D-His-OMe將其在甲醇中脫保護基、環化即得產品Cyclo(D-Phe-D-His)白色固體((R)-3-芐基-(R)-6-(4-咪唑甲基)-2，5-哌嗪二酮)[DDCPH]。mp＝243-245℃，[α]D20＝68.0°(C＝0.2CH3OH)。
其合成路線如下所示 本發明環(D-苯丙-D-組)二肽的生產新工藝具有以下優點
1、本發明中用固體堿代替液體堿、用光氣代替三氯氧磷，減少污染和消耗，提高了效率。
2、本方法的產率和旋光收率都較高，總產率可達65％(以D-組氨酸記)，產品的[α]D20＝68.0°(C＝0.2 CH3OH)。
3、成路線簡單，原料易得，成本低，適于工業化生產。
參照下面的例子能更清楚地理解這一發明。這些例子是為了說明反應過程，但并不局限于此。
具體實施例方式
實施例1制備組氨酸甲酯鹽酸鹽氨基酸20mmol，甲醇50ml，投入裝有溫度計，攪拌器的三口瓶中，冰水冷到0℃，在0-5℃滴加重蒸的氯化亞砜5ml(0.04mol)，氨基酸逐漸溶解。大約30-45min滴加完畢，撤去冰浴，常溫繼續反應10h，反應結束后減壓脫去甲醇和氯化亞砜，加入新鮮的甲醇，重新減壓脫去甲醇，反復數次以充分除去氯化亞砜。產品使用適量的無水乙醚洗滌，稱重，計算收率，反應結果見表1。
表1 SOCl2催化反應條件對產率的影響
N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-(Z-D-Phe)的合成于100ml甲醇D-Phe 15g、NaHCO310g，分批加入氯甲酸芐酯17g，攪拌反應1h，用6mol/L的HCl調到pH＝4，過濾，水洗，真空干燥得白色固體，將其溶于無水乙醚，2mol/L的HCl洗，水洗，無水硫酸鈉干燥，除去溶劑得無色油狀物。
N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯的合成在300mL的三口燒瓶依次加入Z-D-Phe 27g，200ml吡啶，13g對硝基苯酚，冰水冷到10℃以下，再通入15g光氣，5℃反應2h，然后升溫到30℃反應1h，將反應液倒入400mL冷水中、攪拌、過濾得固體。經水洗、環己烷洗、真空干燥后用無水乙醇重結晶的白色晶體。mp＝122-124℃。
N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-組氨酸甲酯(Z-D-Phe-D-His-OMe)的合成在三口燒瓶依次加入D-His·OMe·2HCl 5g，100ml氯仿，三乙胺5g，8g N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯，攪拌反應3h，反應物用30ml×2水洗，30％氨水30ml×2洗，合并水層再用30ml氯仿萃取，合并有機層，有機層用適量的無水硫酸鈉干燥，減壓除去大部分溶劑，經硅膠柱層析得白色固體，mp＝114-116℃。
合成Cyclo(D-Phe-D-His)取Z-D-Phe-D-His-OMe 2.5g于100ml無水甲醇中，加0.5g Pd/C，常溫常壓氫化10h，再改為回流裝置加熱回流反應72h，濾去催化劑，減壓除去大部分甲醇，加入無水乙醚300ml，-5℃冷藏3h，過濾，洗滌，真空干燥得白色固體Cyclo(D-Phe-D-His)((R)-3-芐基-(R)-6-(4-咪唑甲基)-2，5-哌嗪二酮)[DDCPH]。mp＝243-245℃，[α]D20＝68.0°(C＝0.2 CH3OH)。
表2 脫芐及環化條件的選擇
實施例2制備組氨酸甲酯鹽酸鹽氨基酸0.02mol，甲醇100ml，冰水冷卻到0℃后，在攪拌下通入HCl氣體，通氣反應1h左右，撤去冰浴，常溫再繼續反應6h，反應結束后，減壓反復脫除溶劑。產品使用適量的無水乙醚洗滌，干燥，收率為92％。
表3 HCl催化反應條件對產率的影響
N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-(Z-D-Phe)的合成于100ml乙醇D-Phe 15g、NaOH 2g，分批加入氯甲酸芐酯17g，攪拌反應30min，補加NaOH 2g，再攪拌反應40min，用6mol/L的HCl調到pH＝4，過濾，水洗，真空干燥得白色固體，將其溶于無水乙醚，2mol/L的HCl洗，水洗，無水硫酸鈉干燥，除去溶劑得無色油狀物，收率為90％。
N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯的合成在300ml的三口燒瓶依次加入Z-D-Phe 27g，200ml吡啶，13g對硝基苯酚，冰水冷到10℃以下，再通入20g光氣，5℃反應2h，然后升溫到30℃反應1h，將反應液倒入800ml冷水中、攪拌、過濾得固體。經水洗、環己烷洗、用無水乙醇重結晶后真空干燥的白色晶體，收率為95％。
N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-組氨酸甲酯(Z-D-Phe-D-His-OMe)的合成在三口燒瓶依次加入D-His·OMe·2HCl 5g，100ml二氯甲烷，三乙胺5g，8g N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯，攪拌反應3h，反應物用30ml×2水洗，30％氨水30ml×2洗，合并水層再用30ml氯仿萃取，合并有機層，有機層用適量的無水硫酸鈉干燥，減壓除去大部分溶劑，經硅膠柱層析得白色固體，收率為89％。
合成Cyclo(D-Phe-D-His)取Z-D-Phe-D-His-OMe 2.5g于100ml無水甲醇中，加1g Pd/C，常溫常壓氫化10h，再改為回流裝置加熱回流反應72h，濾去催化劑，減壓除去大部分甲醇，加入無水乙醚300ml，-5℃冷藏3h，過濾，洗滌，真空干燥得白色固體Cyclo(D-Phe-D-His)((R)-3-芐基-(R)-6-(4-咪唑甲基)-2，5-哌嗪二酮)。mp＝243-245℃，[α]D20＝68.0°(C＝0.2CH3OH)。收率為82％，總收率為62.4％。
實施例3～實施例8的反應條件及結果見表4。
表4反應條件對產品收率的影響
權利要求
1.一種環(D-苯丙-D-組)二肽的制備方法，包括如下步驟第一步D-組氨酸在氯化亞砜或氯化氫的催化下和醇發生酯化反應，得到D-組氨酸酯；第二步D-苯丙氨酸在有機溶劑中和固體堿催化下，與氯甲酸芐酯反應得到N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸；第三步再用光氣和對硝基苯酚將N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸活化得到N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯；第四步中間體N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-對硝基苯酯與D-組氨酸酯進行縮合反應得到N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-組氨酸甲酯；第五步N-芐氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-組氨酸甲酯將其在甲醇中用Pd/C催化加氫脫保護基、再環化即得產品白色固體(R)-3-芐基-(R)-6-(4-咪唑甲基)-2，5-哌嗪二酮。
2.根據權利要求1所述的環(D-苯丙-D-組)二肽的制備方法，第二步制備方法中所述的有機溶劑為甲醇、乙醇、乙醚；固體堿為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉。
全文摘要
苯丙氨酸在固體堿條件下N端芐氧羰基保護，組氨酸C端甲酯化保護，光氣法活化接肽，催化氫化脫保護基，成環幾步合成環(D－苯丙－D－組)二肽，用固體堿代替傳統的液體堿、用光氣代替常用的三氯氧磷，減少了污染和消耗，提高了效率。
文檔編號C07K5/12GK1557834SQ20041001400
公開日2004年12月29日 申請日期2004年2月6日 優先權日2004年2月6日
發明者朱紅軍, 韓邦友, 宋廣亮, 王錦堂, 徐守林, 劉廷鳳, 儀明君, 夏兆亮, 高凱, 歐陽平凱, 凱 申請人:南京工業大學, 江蘇快達農化股份有限公司