专利名称：一种氨基保护甘氨酸二肽衍生物的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种氨基保护甘氨酸二肽衍生物的合成方法。
背景技术：
氨基保护的甘氨酸二肽(P-Gly-Gly-OH)是合成多肽药物中多肽生物精细品的重要中间 体。9-芴甲氧羰基(Fmoc-)是碱性敏感保护基，叔丁氧羰基(Boc-)是酸性敏感保护基， 乙酰基(Ac-)相对于前两种保护基对酸碱性较稳定，只有在强酸碱条件下才可去保护。这 种对酸碱的不同性质使得用这三种基团保护的甘氨酸二肽在多肽合成中被广泛使用。因此， 开发这三种基团保护的甘氨酸二肽衍生物的合成工艺显得尤为重要。
现有技术美国专利US20020098567开发了将甘氨酸二肽与等摩尔的碳酸氢钠和乙酸酐在 水中15°C下反应得到N-乙酰甘氨酸二肽。由于产物是通过在水中酸化后，低温下沉淀分离 得到，再在水和丙酮混合溶剂中沉淀纯化，收率较低(<50%)且产物通常含有较多的无机 盐和甘氨酸酸酐。
9-芴甲氧羰基(Fmoc-)和叔丁氧羰基的合成灾相关专业文献中已有报道，但普遍存在 的问题是产物的收率(<80%)和纯度(含量<95%)较低，且后处理和产物的分离都不适合 于规模化生产。为了开发一种高效的可工业化生产的合成上述三种氨基保护的甘氨酸二肽的 工艺，导致了本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能大批量生产，经济合理，操作简单且产品收率和纯度均高 的氨基保护甘氨酸二肽绗生物的合成方法。
本发明以水和廉价易得的甲醇、四氢呋喃或丙酮为溶剂，碳酸钠、碳酸钾或氢氧化钠为 碱，甘氨酸二肽和Fmoc-OSu(芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺)、Boc20(二碳酸二叔丁酯)或Ac20(乙 酸酐)在室温下反应制得收率和纯度分别达到85%~95%和99%以上的N-9-芴甲氧羰基甘氨酸 二肽(Fmoc-Gly-Gly-OH)、 N-叔丁氧羰基甘氨酸二肽(Boc-Gly-Gly-OH)和N-乙酰基甘氨酸二 肽(Ac-Gly-Gly-OH)。
本发明的化学反应方程式如下
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本发明提出的氨基保护甘氨酸二肽绗生物的合成方法，所述氨基保护甘氨酸二肽銜生物 为N-9-芴甲氧羰基甘氨酸二肽(Fmoc-Gly-Gly-OH)、 N-叔丁氧羰基甘氨酸二肽(Boc-Gly-Gly-OH)和N-乙酰基甘氨酸二肽(Ac-Gly-Gly-OH)。
N-9-芴甲氧羰基甘氨酸二肽的合成方法，具体步骤为
将固体甘氨酸二肽(H-Gly-Gly-OH)溶于1%~20% (重量)无机碱溶液中，搅拌使甘氨 酸二肽固体充分溶解，在20~30°C下，滴加溶于有机溶剂的Fmoc-ONSu溶液，滴加30 60 分钟，滴加结束，搅拌反应1~8小时，加水稀释，用溶剂萃取，除去过量的Fmoc-OSu，所 得水相用浓盐酸酸化至pH值为0.5-3.5，然后用乙酸乙酯或乙酸异丙酯萃取，所得有机相经 水洗、浓縮，析出白色固体，干燥，即得所需产物；其中，甘氨酸二肽与Fmoc-OSu的摩尔 比为1.0: 0.9~1.0: 1.2，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0: 1.2~1.0: 3.0， Fmoc-OSu与有 机溶剂的摩尔比为h 80~1: 160;其中较佳配比为甘氨酸二肽与Fmoc-OSu的摩尔比为
1.0: 1.05，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0: 1.5。
本发明中，所述有机溶剂为四氢呋喃(THF)、甲醇、乙醇、甲苯、乙腈或丙酮等中任一 种，其中THF较佳。所述萃取溶剂为甲苯、乙酸乙酯、乙酸异丙脂或甲基叔丁基醚等中任一种，其中乙酸乙酯最佳；所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化钾或氢氧化钠等中 任一种，其中碳酸钾较佳。
N-叔丁氧羰基甘氨酸二肽的合成方法，具体步骤为
将固体甘氨酸二肽(H-Gly-Gly-OH)溶于重量百分比为1%~20%无机碱溶液中，搅拌使 甘氨酸二肽固体充分溶解，在20~30QC下，滴加溶于有机溶剂的二碳酸二叔丁酯溶液，滴加 30~60分钟，滴加结束，在20~30°C下搅拌反应1~8小时，加水稀释，用溶剂萃取，除去过 量的二碳酸二叔丁酯，所得水相用浓盐酸酸化至pH值为1~4，然后用乙酸乙酯或乙酸异丙 酯萃取，所得有机相经水洗涤、有机相浓缩除去乙酸乙酯或乙酸异丙脂，析出白色固体，干 燥，即得所需产物；其中，甘氨酸二肽与Boc20的摩尔比为1.0: 0.95-1.0: 1.25，甘氨酸二
肽与无机碱的摩尔比为1.0: L05 1.0: 1.2， B0C20与有机溶剂的摩尔比为1: 15(M: 200; 较佳的，甘氨酸二肽与B0C20的摩尔比为1.0: 1.05，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0: 1.05。
本发明中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、THF、丙酮或乙腈等中任一种，其中甲醇较 佳。所述萃取溶剂为甲苯、乙酸乙酯或乙酸异丙脂等中任一种，其中乙酸乙酯效果较佳；所 述无机碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化钠等中任一种，其中氢氧化钠效果较佳。
N-乙酰基甘氨酸二肽的合成方法，具体步骤为
将固体甘氨酸二肽溶于重量百分比为1%~5%无机碱的甲醇或乙醇溶液中，搅拌使甘氨 酸二肽固体充分溶解，在0~20。C下，滴加反应溶剂的乙酸酐(Ac20)溶液，滴加20~40分 钟，滴加结束，在0~20°C下搅拌反应1~12小时，在-5 5。C下加浓盐酸酸化至pH值为 1~5，然后浓縮掉30%~60%的反应溶剂，过滤除去不溶固体，滤液在-5 10。C下搅拌1~12小 时，有白色固体析出，过滤并干燥，即得所需产物；其中甘氨酸二肽与乙酸酐的摩尔比为 1.0: l.(M.O: 4.0，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0: 2.(M.0: 5.0，较佳的，甘氨酸二肽 与乙酸酐的摩尔比为1.0: 2.0，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0: 1.5。
本发明中，所述反应溶剂为甲醇、乙醇或乙丙醇中任一种，其中甲醇较佳。所述无机碱 为氢氧化钠或氢氧化钾中任一种，其中氢氧化钠效果最佳。
本发明与现有技术比较有如下优点
1) 本发明合成方法可适用于规模化工业生产Fmoc-Gly-Gly-OH、 Boc-Gly-Gly-OH和 Ac-GIy-Gly-OH;
2) 本发明产品的收率(85%~95%)和含量(>99%)都高于现有工艺方法所得的上述产3)本发明的工艺操作简单，对环境友好，且产品中甘氨酸酸酐的含量小于0.05%，无机 盐含量小于0.5%。
具体实施例方式
为了更好地实施本发明的合成方法，特以如下实例加以说明。 实施例1
将6.1克(0.050摩尔)甘氨酸二肽溶于63mL的10%碳酸钠溶液中，搅拌使甘氨酸二肽 溶解，在20。C下，滴加溶于丙酮(60mL)的Fmoc-ONSu U6.8克，0.05摩尔)溶液，滴加 在30分钟完成，滴加结束后，在30°C下搅拌反应2小时，加约50mL水稀释，用甲苯 (80mL)萃取反应液，所得水相用浓盐酸酸化至pt^2,然后用乙酸乙酯U00mL)萃取，所 得有机相经水洗后有机相浓縮除去乙酸乙酯溶剂，析出白色固体。过滤、干燥后得产物 Fmoc-Gly-Gly-OH 16.1克，得率为91%。
实施例2
将6.1克(0.05摩尔)甘氨酸二肽溶于79mL的10%碳酸钾溶液中，搅拌使甘氨酸二肽 溶解，在20。C下，滴加溶于丙酮(60mL)的Fmoc-ONSu U7.7克，0.0525摩尔)溶液，滴 加在30分钟完成，滴加结束后，在30°C下搅拌反应2小时，加约50mL水稀释，用甲苯
(80mL)萃取反应液，所得水相用浓盐酸酸化至pH=2，然后用乙酸乙酯(lOOmL)萃取， 所得有机相经水洗后有机相浓縮除去乙酸乙酯溶剂，析出白色固体。过滤、干燥后得产物 Fmoc-Gly-GIy-OH 16.5克，得率为93%。
实施例3
将6.1克(0.050摩尔)甘氨酸二肽溶于63mL的10%碳酸钠溶液中，搅拌使甘氨酸二肽 溶解，在20。C下，滴加溶于甲醇(60mL)的Boc20 (10.9克，0.05摩尔)溶液，滴加在30 分钟完成，滴加结束后，在30°C下搅拌反应2小时，用甲基叔丁基醚(80mL)萃取反应 液，所得水相用浓盐酸酸化至pH=3，然后用乙酸乙酯U00mL)萃取，所得有机相经水洗 后有机相浓縮除去乙酸乙酯溶剂，析出白色固体。过滤、干燥后得产物Boc-Gly-Gly-OH 9.29 克，得率为80%。
实施例4
将6.1克(0.050摩尔)甘氨酸二肽溶于56mL的10%碳酸钠溶液中，搅拌使甘氨酸二肽 溶解，在20。C下，滴加溶于THF (60mL)的Boc20 (11.5克，0.0525摩尔)溶液，滴加在
730分钟完成，滴加结束后，在30。C下搅拌反应2小时，用甲基叔丁基醚(80mL)萃取反应 液，所得水相用浓盐酸酸化至pH=3，然后用乙酸乙酯(100mL)萃取，所得有机相经水洗 后有机相浓縮除去乙酸乙酯溶剂，析出白色固体。过滤、干燥后得产物Boc-Gly-Gly-OH 9.86 克，得率为85%。 实施例5
将6.1克(0.050摩尔)甘氨酸二肽溶于60mL的5%氢氧化钠甲醇溶液中，搅拌使甘氨 酸二肽溶解，在0。C下，滴加溶于甲醇(20mL)的乙酸酐(10.2克，O.IO摩尔)溶液，滴加 在50分钟左右完成，滴加结束后，在10°C下搅拌反应5小时。在0°C下加浓盐酸酸化至 pH=4，浓縮反应液除去50%的甲醇溶剂，过滤除去不溶固体。滤液在5。C下搅拌过夜，过滤 分出白色固体，干燥滤饼后得产物Ac-Gly-Gly-OH 7.4克，得率为85%。
实施例6
将6.1克(0.050摩尔)甘氨酸二肽溶于200mL的5%氢氧化钠乙醇溶液中，搅拌使甘氨 酸二肽溶解，在0。C下，滴加溶于乙醇(20mL)的乙酸酐(12.2克，0.12摩尔)溶液，滴加 在50分钟左右完成，滴加结束后，在10°C下搅拌反应5小时。在0QC下加浓盐酸酸化至 pH=4，浓縮反应液除去50%的乙醇溶剂，过滤除去不溶固体。滤液在5。C下搅拌过夜，过滤 分出白色固体，干燥滤饼后得产物Ac-Gly-Gly-OH6.96克，得率为80%。
权利要求
1、一种氨基保护甘氨酸二肽洐生物的合成方法，所述氨基保护甘氨酸二肽洐生物为N-9-芴甲氧羰基甘氨酸二肽、N-叔丁氧羰基甘氨酸二肽和N-乙酰基甘氨酸二肽；其特征在于N-9-芴甲氧羰基甘氨酸二肽的合成方法，具体步骤为将固体甘氨酸二肽溶于重量百分比为1％～20％的无机碱溶液中，搅拌使甘氨酸二肽固体充分溶解，在20～30℃下，滴加溶于有机溶剂的芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺溶液，滴加30～60分钟，滴加结束，搅拌反应1～8小时，加水稀释，用溶剂萃取，除去过量的Fmoc-OSu，所得水相用浓盐酸酸化至pH值为0.5～3.5，然后用乙酸乙酯或乙酸异丙酯萃取，所得有机相经水洗、浓缩，析出白色固体，干燥，即得所需产物；其中，甘氨酸二肽与芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺的摩尔比为1.0∶0.9～1.0∶1.2，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0∶1.2～1.0∶3.0，芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺与有机溶剂的摩尔比为1∶80～1∶160；N-叔丁氧羰基甘氨酸二肽的合成方法，具体步骤为将固体甘氨酸二肽溶于重量百分比为1％～20％无机碱溶液中，搅拌使甘氨酸二肽固体充分溶解，在20～30℃下，滴加溶于有机溶剂的二碳酸二叔丁酯溶液，滴加30～60分钟，滴加结束，在20～30℃下搅拌反应1～8小时，加水稀释，用溶剂萃取，除去过量的二碳酸二叔丁酯，所得水相用浓盐酸酸化至pH值为1～4，然后用乙酸乙酯或乙酸异丙酯萃取，所得有机相经水洗涤、有机相浓缩除去乙酸乙酯或乙酸异丙脂，析出白色固体，干燥，即得所需产物；其中，甘氨酸二肽与二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1.0∶0.95～1.0∶1.25，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0∶1.05～1.0∶1.2，二碳酸二叔丁酯与有机溶剂的摩尔比为1∶150～1∶200；N-乙酰基甘氨酸二肽的合成方法，具体步骤为将固体甘氨酸二肽溶于重量百分比为1％～5％无机碱的甲醇或乙醇溶液中，搅拌使甘氨酸二肽固体充分溶解，在0～20℃下，滴加反应溶剂的乙酸酐溶液，滴加20～40分钟，滴加结束，在0～20℃下搅拌反应1～12小时，在-5～5℃下加浓盐酸酸化至pH值为1～5，然后浓缩掉30％60％的反应溶剂，过滤除去不溶固体，滤液在-5～10℃下搅拌1～12小时，有白色固体析出，过滤并干燥，即得所需产物；其中甘氨酸二肽与乙酸酐的摩尔比为1.0∶1.0～1.0∶4.0，甘氨酸二肽与无机碱的摩尔比为1.0∶2.0～1.0∶5.0。
2、 根据权利要求1所述的氨基保护甘氨酸二肽绗生物的合成方法，其特征在于N-9-芴甲氧羰基甘氨酸二肽合成步骤中，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲醇、乙醇、甲苯、乙腈或丙酮中任一种，所述萃取溶剂为甲苯、乙酸乙酯、乙酸异丙脂或甲基叔丁基醚中任一种，所述 无机碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氢氧化钾或氢氧化钠中任一种。
3、 根据权利要求1所述的氨基保护甘氨酸二肽绗生物的合成方法，其特征在于N-叔丁 氧羰基甘氨酸二肽合成步骤中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、THF、丙酮或乙腈中任一种， 其所述萃取溶剂为甲苯、乙酸乙酯或乙酸异丙脂中任一种，所述无机碱为碳酸钾、碳酸钠、 氢氧化钾或氢氧化钠中任一种。
4、 根据权利要求1所述的氨基保护甘氨酸二肽绗生物的合成方法，其特征在于N-乙酰 基甘氨酸二肽合成步骤中，所述反应溶剂为甲醇、乙醇或乙丙醇中任一种，所述无机碱为氢 氧化钠或氢氧化钾中任一种。
全文摘要
本发明涉及一种氨基保护甘氨酸二肽衍生物的合成方法。所述氨基保护甘氨酸二肽洐生物为N-9-芴甲氧羰基甘氨酸二肽、N-叔丁氧羰基甘氨酸二肽和N-乙酰基甘氨酸二肽；其工艺包括将甘氨酸二肽溶于1％～20％的无机碱溶液，然后滴加Fmoc-OSu(芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺)或Boc<sub>2</sub>O(二碳酸二叔丁酯)或Ac<sub>2</sub>O(乙酸酐)的有机溶液。反应一般在1～12小时完成，产物Fmoc-Gly-Gly-OH、Boc-Gly-Gly-OH和Ac-Gly-Gly-OH的收率在80％～95％之间，产物的含量均高于99％。本发明工艺简单，易于工业化，成本低。本发明的产品是合成多肽化合物的重要原料。
文档编号C07K5/062GK101654473SQ200910056348
公开日2010年2月24日 申请日期2009年8月13日 优先权日2009年8月13日
发明者刘锡玲, 唐晓华 申请人:上海力智生化科技有限公司