一种肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯及其制备方法与流程

本发明涉及一种新型的肽缩合试剂及其制备方法，特别是一种肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯及其制备方法。

背景技术：

肽是由肽键相连的氨基酸短链，为天然存在的生物分子。肽在分子结构上介于氨基酸和蛋白质之间，肽链经过不同程度的盘曲折叠，具有一定的空间结构并呈现不同的生理功能。肽链亦属于蛋白质的结构功能片段，除此之外，肽链还存在于许多天然产物以及上市药物分子中，如神经质脑啡肽(Nature 1975,258,577；Brain Res.1975,88,295.)以及降血压药物赖诺普利(Bone 2008,43,813)。生命科学中的诸多重要课题，如细胞分化、生殖控制、免疫防御、抗衰防老、肿瘤病变及治疗等，均与肽化学密切关联，因而，肽合成技术的研发已成为生命科学研究的一大热点。

缩合试剂法是目前应用最为广泛的成肽反应方法。目前已知的缩合试剂种类繁多，而最为常用的主要分为三种类型，即碳二亚胺型、磷鎓盐型和脲鎓盐型。二环己基碳二亚胺(DCC)是最早应用于成肽反应中的碳二亚胺型缩合试剂(J.Am.Chem.Soc.1955,77,1067.)。虽然DCC的反应活性较高，且具有广谱的底物适用性，但该试剂的缺陷也不容忽视，如：消旋问题的产生(J.Am.Chem.Soc.1958,80,2902.)，必须通过额外加入外消旋抑制剂解决(Chem.Ber.1970,103,788；Chem.Ber.1970,103,2024.)；副产品N-酰基脲的产生不可避免；DCC参与反应后会生成二环己基脲(DCU)，后者难溶于大部分有机溶剂，给后处理带来了不便。磷鎓盐型试剂如苯并三氮唑-1-基氧基三(二甲基氨基)磷鎓六氟磷酸盐(BOP)，其产生的副产品六甲基磷酰胺(HMPA)是一类强致癌物质。脲鎓盐型试剂如苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU)，其副产品胍类化合物的产生同样不能避免。另外，上述类型的缩合试剂成肽反应时间较长，更为重要的是，它们无法实现回收再生，从而造成资源浪费，这也限制了它们的大量应用。

由于常用的缩合试剂在成肽反应中存在诸多缺陷，因而亟需开发、合成一种能够规避上述问题的新型缩合试剂。这种缩合试剂不仅要制备简便且适合大量制备；同时不会引发副反应；有高的反应活性；最为重要的是，该新型缩合试剂应能够通过简单的后处理即可以实现回收、再利用。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述存在的问题，提供一种肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯及其制备方法，该制备方法原料易得、操作简单且各步收率都较高；所合成的缩合试剂具有很高的反应活性，可使得标准氨基酸以及大位阻氨基酸的成肽反应在30分钟以内完成；该缩合试剂参与完反应后可通过简单的后处理实现回收再生，使大量使用成为可能。

本发明的技术方案：

一种肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯，其分子式为C₁₆H₅F₆IO₄，分解温度278℃，其结构式如下：

所述化合物共含5个氢且全部为芳环上的氢，化学位移为8.19～8.75ppm；所述化合物共出现10个碳信号峰，其中与碘原子相连的碳化学位移为126.55ppm,两个羰基碳化学位移为166.3ppm，与氟直接相连的两个三氟甲基碳原子裂分为四重峰，化学位移为123.75ppm，耦合常数为271Hz，与三氟甲基相连的芳环碳原子被裂分为四重峰，化学位移为131.5ppm，耦合常数为33Hz，处于两个三氟甲基之间的芳环碳裂分成多重峰，化学位移为122.7ppm；该化合物结构对称，只出现一个氟原子信号，为–61.0ppm。一种所述肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的制备方法，包括如下步骤：

1)3,5-二甲基-3’,5’-双三氟甲基-4-氨基联苯(BTFP-1)的合成

将4-溴-2,6-二甲基苯胺溶于N,N-二甲基乙酰胺与水的混合溶剂中，然后搅拌下依次向该混合液中加入3,5-双(三氟甲基)苯硼酸、三水合磷酸钾、醋酸钯，得到混合液，将混合液在100℃温度下搅拌反应4小时，降至室温后用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用饱和食盐水洗涤一次，最后用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去有机溶剂，得到粗产品，经柱层析纯化得淡黄色固体产品BTFP-1；

以4-溴-2,6-二甲基苯胺和3,5-双(三氟甲基)苯硼酸为原料，通过Suzuki偶联反应制备偶联产品BTFP-1的反应如(1)所示：

2)3,5-二甲基-3’,5’-双三氟甲基-4-碘联苯(BTFP-2)的合成

将上述BTFP-1溶解于无水乙腈中，再加入硫酸水溶液，得到反应液，将反应液冷却至–5℃，然后在搅拌条件下缓慢滴加亚硝酸钠水溶液，待滴加完毕后继续在–5℃条件下搅拌1小时，然后加入尿素，并随后向其中缓慢滴加碘化钾水溶液，反应体系温度逐渐升至室温，反应过程要始终保持良好的搅拌状态，反应在–5℃至室温的条件下共反应8小时，待反应结束后，用浓度为1N的氢氧化钠水溶液将反应体系调至pH为8-9，然后用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，依次用饱和硫代硫酸钠水溶液和饱和食盐水分别洗涤一次，最后用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去有机溶剂，得粗产品，经柱层析纯化得到白色固体产品BTFP-2；

BTFP-1通过重氮化碘化反应合成BTFP-2的反应如(2)所示：

3)3’,5’-双三氟甲基-4-碘联苯-3,5-二羧酸(BTFP-3)的合成

将上述BTFP-2溶于叔丁醇与水的混合溶剂中，加入高锰酸钾，加热至回流24小时，然后补加相同量的第二份高锰酸钾，回流条件下继续搅拌24小时，反应结束后，趁热抽滤以除去固体残渣，滤饼用蒸馏水洗涤，收集滤液，然后旋蒸除去滤液中的叔丁醇，剩余的液相用5N的盐酸酸化至体系pH为5-6，此时液相中有固体析出，过滤得到白色固体产品BTFP-3；

以BTFP-2为原料，通过氧化反应实现两个甲基的氧化得到BTFP-3的反应如(3)所示：

4)3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯(p-BTFP-Iodosodilactone)的合成

在BTFP-3中加入36.5wt％的浓盐酸，反应降至0℃，然后在避光的条件下，用恒压滴液漏斗向其中滴加有效氯为10wt％的次氯酸钠水溶液(安替富民)，滴加完毕，温度可慢慢升至室温，反应在0℃至室温的条件下共反应12小时，过滤得白色固体产品p-BTFP-iodosodilactone，然后用蒸馏水洗涤至中性，置于通风处晾干，制得目标物。

以BTFP-3为起始原料，酸性条件下通过氧化反应得到最终的缩合试剂p-BTFP-iodosodilactone的反应如(4)所示：

所述步骤1)混合溶剂中N,N-二甲基乙酰胺与水的体积比为1:1，4-溴-2,6-二甲基苯胺在混合溶剂中的浓度为0.1毫摩尔/毫升；4-溴-2,6-二甲基苯胺、3,5-双(三氟甲基)苯硼酸、三水合磷酸钾和醋酸钯的摩尔比为1：1.5：2：0.1；乙酸乙酯与4-溴-2,6-二甲基苯胺的用量比为150毫升:1克。

所述步骤2)BTFP-1在乙腈中的浓度为1毫摩尔/毫升；硫酸水溶液中98wt％的硫酸与水的体积比为1.1：26，BTFP-1与98wt％的硫酸的用量比为1毫摩尔：0.11毫升；亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠与蒸馏水的用量比为0.697克：3毫升，BTFP-1与亚硝酸钠的摩尔比为1：1.01；尿素与BTFP-1的摩尔比为1:5；碘化钾水溶液中碘化钾与蒸馏水的用量比为4.53克：8.6毫升，BTFP-1与碘化钾的摩尔比为1：2.68；BTFP-1与乙酸乙酯的用量比为3.33克：300毫升。

所述步骤3)混合溶剂中叔丁醇与水的体积比为1:1，BTFP-2在混合溶剂中 的浓度为0.1毫摩尔/毫升；两份高锰酸钾总量与BTFP-2的摩尔比为4:1；BTFP-2与洗涤用蒸馏水的用量比为4.44克：50毫升。

所述步骤4)BTFP-3与36.5wt％的浓盐酸的用量比为1毫摩尔：10毫升；BTFP-3与次氯酸钠水溶液的用量比为1毫摩尔：20毫升。

本发明的有益效果是：

3’,5’‐双三氟甲基联苯‐3,5‐二乙酸亚碘酰苯为一种新型的肽缩合试剂，其制备方法原料易得、操作简单且各步收率都较高；所合成的缩合试剂具有高的反应活性，可使得标准氨基酸以及大位阻氨基酸的成肽反应时间在30分钟以内完成；所得缩合试剂在反应结束后可通过简单的后处理实现回收再生，使大量使用成为可能。

附图说明

图1为产品BTFP-1的核磁共振氢谱图。

图2为产品BTFP-2的核磁共振氢谱图。

图3为产品BTFP-3的核磁共振氢谱图。

图4为产品3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的核磁共振氢谱图。

图5为产品3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的核磁共振碳谱图。

图6为产品3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的核磁共振氟谱图。

具体实施方式

实施例：

一种肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯，其分子式为C₁₆H₅F₆IO₄，分解温度278℃，其结构式如下：

所述肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的制备方法，包括如下步骤：

1)3,5-二甲基-3’,5’-双三氟甲基-4-氨基联苯(BTFP-1)的合成

250毫升的单口圆底烧瓶中，加入2克4-溴-2,6-二甲基苯胺，随后加入100毫升体积比为1:1的N,N-二甲基乙酰胺与水的混合溶剂，搅拌下依次向该混合液中加入3.87克3,5-双(三氟甲基)苯硼酸，5.32克三水合磷酸钾，225毫克醋酸钯。将反应升温至100℃搅拌。反应结束后，降至室温，用100毫升的乙酸乙酯萃取三次，共计300毫升，然后用水少量多次清洗去除DMA。合并有机相，饱和食盐水洗涤一次，最后用无水硫酸镁干燥。浓缩得粗产品，经柱层析纯化得产品BTFP-1，收率为88％。所得产品为淡黄色固体，熔点为108-110℃；¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ＝7.94(s,2H),7.73(s,1H),7.22(s,2H),3.77(s,2H),2.26(s,6H).

图1为产品BTFP-1的核磁共振氢谱图，图中表明：化合物BFTP-1共含13个氢，其中，芳环上共有5个氢，化学位移处于较低场，在7.22～7.94ppm之间；氨基上的两个活性氢的化学位移为3.77ppm；与氨基相邻的两个甲基上的氢则出现在较高场，化学位移为2.26ppm，共有6个氢。

2)3,5-二甲基-3’,5’-双三氟甲基-4-碘联苯(BTFP-2)的合成

100毫升的单口圆底烧瓶中，加入3.33克BTFP-1，随后加入10毫升无水乙腈，并使BTFP-1完全溶解于其中。接着加入预先配制好的硫酸水溶液(1.1毫升98wt％的浓硫酸溶于26毫升蒸馏水)。将反应冷却至–5℃，向反应体系中缓慢地滴加亚硝酸钠水溶液(0.697克亚硝酸钠溶于3毫升蒸馏水)，在此过程中要保持良好的搅拌，待滴加完毕后，继续在–5℃条件下搅拌1小时。1小时后向反应体系中加入0.12克尿素，并随后向其中缓慢滴加碘化钾水溶液(4.53克碘化钾溶于8.6毫升蒸馏水)。反应体系温度逐渐升至室温，反应过程要始终保持良好的搅拌状态。待反应结束后，用浓度为1N的氢氧化钠水溶液将反应体系调至pH为8，接着该碱性体系用100毫升的乙酸乙酯萃取三次，共计300毫升。合并有机相，依次用饱和硫代硫酸钠水溶液、饱和食盐水洗涤一次，最后用无水硫酸镁进行干燥。浓缩得粗产品，经柱层析纯化得产品BTFP-2，收率为97％。产品为白色固体，熔点为128-130℃；¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ＝7.98(s,2H),7.85(s,1H),7.27(s,2H),2.57(s,6H).

图2为产品BTFP-2的核磁共振氢谱图，图中表明：化合物BFTP-2共含11个氢，其中，芳环上共有5个氢，化学位移处于较低场，在7.27～7.98ppm之间；与碘原子相邻的两个甲基上的氢则出现在较高场，化学位移为2.57ppm，共有6个氢。

3)3’,5’-双三氟甲基-4-碘联苯-3,5-二羧酸(BTFP-3)的合成

250毫升的单口圆底烧瓶中，加入4.44克BTFP-2，随后加入100毫升体积比为1:1的叔丁醇与水的混合溶剂。接着向反应体系中加入3.16克高锰酸钾，加热至回流，24小时后，补加另一份3.16克的高锰酸钾，回流条件下继续搅拌24 小时。反应结束后，趁热抽滤以除去固体残渣，滤饼用50毫升的蒸馏水洗涤，收集滤液。浓缩除去滤液中的叔丁醇，剩余的水相用5N的盐酸酸化至体系pH为6，此时水相中有固体析出，过滤可得产品BTFP-3，收率为95％。所得产品为为白色固体。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆):δ＝13.73(s,2H),8.51(s,2H),8.15(s,1H),8.12(s,2H).

图3为产品BTFP-3的核磁共振氢谱图，图中表明：化合物BFTP-3共含7个氢，其中，芳环上共有5个氢，化学位移为8.12～8.51ppm；与碘原子相邻的两个羧基上的活性氢则出现在较低场，化学位移为13.73ppm，共有2个氢。

4)肽缩合试剂3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯(p-BTFP-Iodosodilactone)的合成

500毫升的单口圆底烧瓶中，加入5.04克BTFP-3，随后加入100毫升的浓盐酸。反应降至0℃，在避光的条件下，用恒压滴液漏斗向其中滴加200毫升有效氯为10％的次氯酸钠水溶液(安替富民)。滴加完毕后，继续搅拌，温度可慢慢由0℃升至室温，反应结束后，过滤得产品p-BTFP-iodosodilactone，随即用蒸馏水洗至洗涤液为中性，置于通风处晾干，收率为90％。所得产品为白色固体，分解点温度为278℃；¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆):δ＝8.75(s,2H),8.59(s,2H),8.19(s,1H)；¹³C NMR(100MHz,DMSO-d₆):δ＝166.3,143.6,140.7,133.5,131.5(q,J＝33.0Hz),130.3,129.4,126.55,123.75(q,J＝271Hz),122.7(m)；¹⁹F NMR(376MHz,DMSO-d₆):δ＝–61.0.

图4为产品3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的核磁共振氢谱图，图中表明：化合物p-BTFP-iodosodilactone共含5个氢，且全部为芳环上的氢，化学位移为8.19～8.75ppm。

图5为产品3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的核磁共振碳谱图，图中表明：化合物p-BTFP-iodosodilactone共出现10个碳信号峰，其中，与碘原子相连的碳化学位移为126.55ppm,两个羰基碳化学位移为166.3ppm，由于氟原子对碳的裂分作用，使得与氟直接相连的两个三氟甲基碳原子会裂分为四重峰，化学位移为123.75ppm，耦合常数为271Hz，与三氟甲基相连的芳环碳原子则同样被裂分为四重峰，化学位移为131.5ppm，耦合常数为33Hz，而处于两个三氟甲基之间的芳环碳，由于两个三氟甲基的存在，则会裂分成多重峰，化学位移为122.7ppm。

图6为产品3’,5’-双三氟甲基联苯-3,5-二乙酸亚碘酰苯的核磁共振氟谱图，图中表明：化合物p-BTFP-iodosodilactone由于结构对称，谱图中只出现一个氟原子信号，为–61.0ppm。