专利名称：环(d-苯丙-d-组)二肽的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环(D-苯丙-D-组)二肽的制备方法。
背景技术：
光学活性氰醇在合成光学活性农药中有着广泛的应用，同时也可合成光学活性医药，如它可用于合成β-类肾上腺素阻断剂。此外氰醇的两个官能团可以很容易地被控制而转变成α-羟基酸，α-羟基酯，α-羟基酮和β-羟基胺等一系列光学活性异构体，它们都是重要的农药和医药中间体[林国强著.手性合成---不对称反应及其应用。北京科学出版社，第一版，20001～34]。因此，制备对映体纯的氰醇异构体无论在理论上还是在实践上都具有重要的意义。常用的手性催化剂主要有以下几种[朱颖，杨立荣，朱自强.光学活性氰醇研究进展。有机化学，1999，19(5)468-474]酶、手性金属络合物、手性环二肽、手性海因和光学活性生物碱。其中以手性环二肽做催化剂时，无论是产率还是效率都较好。
手性环(苯丙-组)二肽的合成方法据文献报道主要有混合酸酐法和活泼酯法。童跃进[童跃进，丁孟贤，以Cyclo(L-Phe-L-His)催化的芳香氰醇的不对称合成，应用化学，1990，7(1)464-470]等以L-苯丙氨酸，L-组氨酸为原料，用活泼酯法(经N端苄氧羰基，C端甲酯化保护，用氯甲酸异丁酯活化接肽得)经三步合成Cyclo(L-Phe-L-His)，总产率为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-组氨酸为原料，经N端苄氧羰基，C端甲酯化保护，用硝基苯酯法接肽得Cyclo(D-Phe-D-His)，产率为60％。英国专利[GB2143823]报道以R-苯丙氨酸，R-组氨酸为原料，经N端苄氧羰基，C端甲酯化保护，用DCC接肽得Cyclo(R-Phe-R-His)，产率为62％。在这几种方法中，方法一氯甲酸异丁酯不易制备、价格昂贵，且要-25℃的低温；方法二需使用三氯氧磷，废弃物对环境污染极大；在方法三中使用的DCC比较昂贵，且使用乙腈做溶剂，三种方法都使用液体碱三废排放难以控制。综上所述的几种方法都有成本较高，环境污染较大的缺点，不利于工业化。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中不足之处而提供一种苯丙氨酸在固体碱条件下N端苄氧羰基保护，组氨酸C端甲酯化保护，光气法活化接肽，催化氢化脱保护基，成环几步合成环(D-苯丙-D-组)二肽。
本发明产品为环(D-苯丙-D-组)二肽，分子式为 环(D-苯丙-D-组)二肽可用做合成手性氰醇的催化剂。
本发明的制备方法如下根据本发明工艺，化合物环(D-苯丙-D-组)二肽的制备需通过五步反应完成，第一步D-组氨酸在氯化亚砜(或氯化氢)的催化下和醇发生酯化反应(保护羧基)，常用的醇为甲醇、乙醇、苄醇，得到D-组氨酸酯。第二步D-苯丙氨酸在有机溶剂(甲醇、乙醇、乙醚)中，固体碱(氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠)催化下，用氯甲酸苄酯保护氨基，得到N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-(Z-D-Phe)，第三步再用光气和对硝基苯酚将Z-D-Phe活化得到N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯，第四步中间体N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯与D-组氨酸酯进行缩合反应得到N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-组氨酸甲酯(Z-D-Phe-D-His-OMe)。第五步Z-D-Phe-D-His-OMe将其在甲醇中脱保护基、环化即得产品Cyclo(D-Phe-D-His)白色固体((R)-3-苄基-(R)-6-(4-咪唑甲基)-2，5-哌嗪二酮)[DDCPH]。mp＝243-245℃，[α]D20＝68.0°(C＝0.2CH3OH)。
其合成路线如下所示 本发明环(D-苯丙-D-组)二肽的生产新工艺具有以下优点
1、本发明中用固体碱代替液体碱、用光气代替三氯氧磷，减少污染和消耗，提高了效率。
2、本方法的产率和旋光收率都较高，总产率可达65％(以D-组氨酸记)，产品的[α]D20＝68.0°(C＝0.2 CH3OH)。
3、成路线简单，原料易得，成本低，适于工业化生产。
参照下面的例子能更清楚地理解这一发明。这些例子是为了说明反应过程，但并不局限于此。
具体实施例方式
实施例1制备组氨酸甲酯盐酸盐氨基酸20mmol，甲醇50ml，投入装有温度计，搅拌器的三口瓶中，冰水冷到0℃，在0-5℃滴加重蒸的氯化亚砜5ml(0.04mol)，氨基酸逐渐溶解。大约30-45min滴加完毕，撤去冰浴，常温继续反应10h，反应结束后减压脱去甲醇和氯化亚砜，加入新鲜的甲醇，重新减压脱去甲醇，反复数次以充分除去氯化亚砜。产品使用适量的无水乙醚洗涤，称重，计算收率，反应结果见表1。
表1 SOCl2催化反应条件对产率的影响
N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-(Z-D-Phe)的合成于100ml甲醇D-Phe 15g、NaHCO310g，分批加入氯甲酸苄酯17g，搅拌反应1h，用6mol/L的HCl调到pH＝4，过滤，水洗，真空干燥得白色固体，将其溶于无水乙醚，2mol/L的HCl洗，水洗，无水硫酸钠干燥，除去溶剂得无色油状物。
N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯的合成在300mL的三口烧瓶依次加入Z-D-Phe 27g，200ml吡啶，13g对硝基苯酚，冰水冷到10℃以下，再通入15g光气，5℃反应2h，然后升温到30℃反应1h，将反应液倒入400mL冷水中、搅拌、过滤得固体。经水洗、环己烷洗、真空干燥后用无水乙醇重结晶的白色晶体。mp＝122-124℃。
N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-组氨酸甲酯(Z-D-Phe-D-His-OMe)的合成在三口烧瓶依次加入D-His·OMe·2HCl 5g，100ml氯仿，三乙胺5g，8g N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯，搅拌反应3h，反应物用30ml×2水洗，30％氨水30ml×2洗，合并水层再用30ml氯仿萃取，合并有机层，有机层用适量的无水硫酸钠干燥，减压除去大部分溶剂，经硅胶柱层析得白色固体，mp＝114-116℃。
合成Cyclo(D-Phe-D-His)取Z-D-Phe-D-His-OMe 2.5g于100ml无水甲醇中，加0.5g Pd/C，常温常压氢化10h，再改为回流装置加热回流反应72h，滤去催化剂，减压除去大部分甲醇，加入无水乙醚300ml，-5℃冷藏3h，过滤，洗涤，真空干燥得白色固体Cyclo(D-Phe-D-His)((R)-3-苄基-(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 脱苄及环化条件的选择
实施例2制备组氨酸甲酯盐酸盐氨基酸0.02mol，甲醇100ml，冰水冷却到0℃后，在搅拌下通入HCl气体，通气反应1h左右，撤去冰浴，常温再继续反应6h，反应结束后，减压反复脱除溶剂。产品使用适量的无水乙醚洗涤，干燥，收率为92％。
表3 HCl催化反应条件对产率的影响
N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-(Z-D-Phe)的合成于100ml乙醇D-Phe 15g、NaOH 2g，分批加入氯甲酸苄酯17g，搅拌反应30min，补加NaOH 2g，再搅拌反应40min，用6mol/L的HCl调到pH＝4，过滤，水洗，真空干燥得白色固体，将其溶于无水乙醚，2mol/L的HCl洗，水洗，无水硫酸钠干燥，除去溶剂得无色油状物，收率为90％。
N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯的合成在300ml的三口烧瓶依次加入Z-D-Phe 27g，200ml吡啶，13g对硝基苯酚，冰水冷到10℃以下，再通入20g光气，5℃反应2h，然后升温到30℃反应1h，将反应液倒入800ml冷水中、搅拌、过滤得固体。经水洗、环己烷洗、用无水乙醇重结晶后真空干燥的白色晶体，收率为95％。
N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-组氨酸甲酯(Z-D-Phe-D-His-OMe)的合成在三口烧瓶依次加入D-His·OMe·2HCl 5g，100ml二氯甲烷，三乙胺5g，8g N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯，搅拌反应3h，反应物用30ml×2水洗，30％氨水30ml×2洗，合并水层再用30ml氯仿萃取，合并有机层，有机层用适量的无水硫酸钠干燥，减压除去大部分溶剂，经硅胶柱层析得白色固体，收率为89％。
合成Cyclo(D-Phe-D-His)取Z-D-Phe-D-His-OMe 2.5g于100ml无水甲醇中，加1g Pd/C，常温常压氢化10h，再改为回流装置加热回流反应72h，滤去催化剂，减压除去大部分甲醇，加入无水乙醚300ml，-5℃冷藏3h，过滤，洗涤，真空干燥得白色固体Cyclo(D-Phe-D-His)((R)-3-苄基-(R)-6-(4-咪唑甲基)-2，5-哌嗪二酮)。mp＝243-245℃，[α]D20＝68.0°(C＝0.2CH3OH)。收率为82％，总收率为62.4％。
实施例3～实施例8的反应条件及结果见表4。
表4反应条件对产品收率的影响
权利要求
1.一种环(D-苯丙-D-组)二肽的制备方法，包括如下步骤第一步D-组氨酸在氯化亚砜或氯化氢的催化下和醇发生酯化反应，得到D-组氨酸酯；第二步D-苯丙氨酸在有机溶剂中和固体碱催化下，与氯甲酸苄酯反应得到N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸；第三步再用光气和对硝基苯酚将N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸活化得到N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯；第四步中间体N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-对硝基苯酯与D-组氨酸酯进行缩合反应得到N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-组氨酸甲酯；第五步N-苄氧甲酰基-D-苯丙氨酸-D-组氨酸甲酯将其在甲醇中用Pd/C催化加氢脱保护基、再环化即得产品白色固体(R)-3-苄基-(R)-6-(4-咪唑甲基)-2，5-哌嗪二酮。
2.根据权利要求1所述的环(D-苯丙-D-组)二肽的制备方法，第二步制备方法中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙醚；固体碱为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠。
全文摘要
苯丙氨酸在固体碱条件下N端苄氧羰基保护，组氨酸C端甲酯化保护，光气法活化接肽，催化氢化脱保护基，成环几步合成环(D－苯丙－D－组)二肽，用固体碱代替传统的液体碱、用光气代替常用的三氯氧磷，减少了污染和消耗，提高了效率。
文档编号C07K5/12GK1557834SQ20041001400
公开日2004年12月29日 申请日期2004年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者朱红军, 韩邦友, 宋广亮, 王锦堂, 徐守林, 刘廷凤, 仪明君, 夏兆亮, 高凯, 欧阳平凯, 凯 申请人:南京工业大学, 江苏快达农化股份有限公司