本发明涉及化妆品及医药技术领域，具体涉及一种谷胱甘肽的合成方法，尤其涉及一种还原型谷胱甘肽的合成方法。
背景技术：
l-谷胱甘肽的英文名称为glutathione，简称还原型gsh，为白色结晶性固体，其结构如下：
还原性谷胱甘肽现已被证明主要与细胞分化，动物生长及全身抗氧化功能保持有关，特别是与肝组织分化及正常功能的保持有密切关系，被广泛应用于临床医药、食品工业、化妆品、体育运动等多种生物研究领域。还原型谷胱甘肽是一种小分子的肽，大量存在于生物体中，尤其是肝细胞中，有保护肝细胞膜，促进肝酶活性的作用，并与众多有毒化学物质结合起到解毒的作用。对药物中毒，酒精中毒等各种原因引起的肝脏所伤，肝硬化等疾病有很好的疗效。但其生产和其提取极为困难，因而价格十分昂贵，主要在医药工业使用。同时gsh合成难度也较大，因此国内临床应用在2004年以前一直依赖于进口，治疗费用昂贵。至今国内销售的生产企业只有十几家，占市场份额相对较少。随着谷胱甘肽应用范围的不断扩大，谷胱甘肽的市场需求也在不断的增长，加大研究开发和生产谷胱甘肽的力度具有实际意义。谷胱甘肽最早于1995年由日本协和(kyowa)发酵株式会社与日本山之内株式会社开始共同研制，1999年，用日本的原料生产的注射用还原型谷胱甘肽在国内上市。有关谷胱甘肽在保肝药物中的同期销售排行中，在单品种前100位销售排行中，2005年，谷胱甘肽排名24位，2006年排名33位，都在前50名以内。
化学合成法生产谷胱甘肽始于七十年代，是将l-glu,l-cys和gly经过一系列化学反应缩合成gsh，大体上是经过基团保护，缩合和脱保护，三个阶段目前化学合成法生产工艺比较成熟。但是化学合成方法比较复杂，反应步骤多、反应时间长、成本高、操作复杂、可能会发生消旋而影响活性、环境污染等多种不利因素，所以有关gsh的化学合成研究不如生物合成那么广泛。而且由于经济利益的因素，很多有关化学合成gsh的专利和期刊都没有公开报道。化学合成法主要有以下几种：
(1)harington制备方法:
此方法的缺点有:
①由于谷氨酸的α-羧基和γ-羧基选择性甲酷化比较差，副产物很难分离;
②半胱氨酸羧基酰氯化时巯基没保护，使得合成二肽和三肽的反应复杂，所以此方法的最终产物的产率很低;
③使用了毒性大、昂贵的碘化磷来还原苄氧羰基。
vigneaud改进了harington的方法，用胱氨酸替代半胱氨酸，避免了半胱氨酸中巯基的保护。用液氨和金属钠取代碘化磷，来还原苄氧羰基。但由于谷氨酸还是采用了hraington保护法，导致最终产物的产率难以提高，液氨和金属钠难以在工业化中大量运用。
(2)king合成法
1957年king等人进一步改进谷胱甘肽的化学合成方法。合成路线如下:
(2)所示的方法较(1)的方法，有了很大的改进，使用了氯甲酸乙酯作为缩合剂，提高了反应的产率。用汞盐脱保护时，产率只有12.5%，大大降低了整条路线的总产率，而且在最后一步使用汞盐，导致gsh的重金属可能超标。
(3)直接合成法:
该工艺半胱氨酸的巯基不保护直接合成半胱氨酰甘氨酸二肽，半胱氨酸极有可能氧化成胱氨酸导致杂质很多，产率不高。
而目前应用最广的发酵法受限于细胞内发酵的技术，导致产能受限，成本已经无法在根本上降低。
上面介绍的三种化学合成法不是工艺繁琐就是原料毒性大或者成本高，无法应用于大规模的工业化生产。本专利的研究目的就是利用工艺步骤相对简化的化学合成法来合成成本低于目前发酵法工艺合成的gsh，而且原料易得，不使用重金属，能够大规模生产的工艺。
技术实现要素：
为了解决化学合成法成本高、所用原料毒性大和对环境不友好等难题，本发明提供的方法具有所用原料简单易得、工艺条件温和和反应收率较高等优点，其合成方法步骤如下：
本发明实施例提供了一种谷胱甘肽的合成方法，该方法包括：苯酐（邻苯二甲酸酐，后同）保护的l-胱氨酸（苯酐胱氨酸）与酰氯化试剂反应得到苯酐胱酰氯，于0-30℃下再与六甲基二硅氮烷保护的甘氨酸进行缩合，得到苯酐胱甘二肽，然后再通过水合肼脱去苯酐保护基得到胱甘二肽；其中，苯酐胱酰氯与六甲基二硅氮烷保护的甘氨酸的摩尔比为1:2-6；于25-70℃下苯酐保护的谷氨酸（苯酐谷氨酸）与醋酐反应得到苯酐谷氨酸酐，再于25-70℃下与胱甘二肽反应得到苯酐保护的三肽，然后通过水合肼脱去苯酐保护基得氧化型谷胱甘肽，最后于25-100℃下用还原剂还原得到还原型谷胱甘肽；其中，苯酐保护的谷氨酸与醋酐的摩尔比为1:2-20，胱甘二肽与苯酐谷氨酸酐的摩尔比为1:2-8，还原剂与氧化型谷胱甘肽的摩尔比为2-8:1。其中，本发明中的还原剂可以采用锌粉或铁粉等，不但常见和安全，且易于分离。本发明提供的方法的合成路线如下：
具体地，本发明提供的方法包括以下步骤：
(1)苯酐胱酰氯的制备：l-胱氨酸和苯酐于溶剂中在80-180℃下进行分水反应，反应完成后降温，过滤、洗涤、烘干得到苯酐胱氨酸，苯酐胱氨酸和酰氯化试剂（如氯化亚砜）于溶剂中在40-80℃下进行酰氯化反应得到苯酐胱酰氯，反应完成后浓缩去除杂质后加入溶剂配成滴液备用。其中，本步骤中各反应物的配比为本领域的技术人员所熟知，故省略详细描述。
(2)苯酐胱甘二肽的制备：甘氨酸和六甲基二硅氮烷于有机溶剂1中在100-160℃下反应得到六甲基二硅氮烷保护的甘氨酸，降温备用，再与步骤(1)得到的苯酐胱酰氯（滴加）于有机溶剂2中在0-30℃下反应，反应完成后减压浓缩去除溶剂并加水淬灭，过滤得到苯酐胱甘二肽；其中，甘氨酸与六甲基二硅氮烷的摩尔比为1:1.5-5.0，苯酐胱酰氯与六甲基二硅氮烷保护的甘氨酸的摩尔比为1:2-6。在该步骤中六甲基二硅氮烷用于对甘氨酸进行保护和活化以及增大溶解度。
(3)胱甘二肽的制备：步骤(2)得到的苯酐胱甘二肽和水合肼于极性溶剂1中在30-80℃下反应，反应完成后降温、过滤，滤液浓缩后加醇（选自甲醇、乙醇、异丙醇等中的一种或者多种）析出固体，过滤、洗涤、烘干得到胱甘二肽；其中，苯酐胱甘二肽与水合肼的摩尔比为1:2-6。
(4)苯酐谷氨酸的制备：谷氨酸和苯酐于有机溶剂3中在100-160℃下进行分水反应，反应完成后降温、过滤、洗涤、烘干得到苯酐谷氨酸；其中，谷氨酸与苯酐的摩尔比为1:1-3。
(5)苯酐谷氨酸酐的制备：步骤(4)得到的苯酐谷氨酸和醋酐在25-70℃下反应（无溶剂条件下或醋酐过量作为溶剂的条件下），反应完成后降温、过滤、洗涤、烘干得到苯酐谷氨酸酐；其中，苯酐谷氨酸与醋酐的摩尔比为1:2-20。
(6)苯酐保护的三肽的制备：步骤(5)得到的苯酐谷氨酸酐、步骤(3)得到的胱甘二肽和有机碱于有机溶剂4中在温度为25-70℃和ph值为7-9条件下反应，反应完成后加水淬灭析出固体，过滤得到苯酐保护的三肽；其中，胱甘二肽与苯酐谷氨酸酐的摩尔比为1:2-8。
(7)氧化型谷胱甘肽的制备：将步骤(6)得到的苯酐保护的三肽与水合肼于极性溶剂2中在30-80℃下反应，反应完成后降温、过滤，滤液浓缩后加醇（选自甲醇、乙醇、异丙醇等中的一种或者多种）析出固体，过滤、洗涤、烘干得到氧化型谷胱甘肽；其中，苯酐保护的三肽与水合肼的摩尔比为1:1-3。
(8)还原型谷胱甘肽的制备：在25-100℃和氮气氛围下，于极性溶剂3中步骤(7)得到的氧化型谷胱甘肽与还原剂进行还原反应，反应完成后过滤，滤液浓缩后降温，过滤得到粗品；其中，还原剂与氧化型谷胱甘肽的摩尔比为2-8:1。
(9)精制：将粗品进行重结晶得到精品（gsh）。具体地，于氮气保护下，将粗品溶于3-50倍体积的水中，精制温度为25℃-80℃，然后加结晶溶剂（甲醇或乙醇等）析出固体，降温、过滤、洗涤和烘干后得到精品。
上述反应过程中，反应过程易于控制，多数情况下，反应液澄清即反应完成；分离过程简单适合工业化生产，基本上采用浓缩或过滤即可实现分离；产品纯化简单，采用简单的重结晶法即可实现，纯度高达99.5%以上，总收率大于30%。
其中，在步骤(2)中，有机溶剂1选自过量的六甲基二硅氮烷、甲苯或二甲苯等（优选为甲苯），有机溶剂2选自氯仿、甲苯或n，n-二甲基甲酰胺（dmf）等（优选为氯仿）。
其中，在步骤(3)中，极性溶剂1选自甲醇、乙醇或水等及其混合溶剂（优选为水）。
其中，在步骤(4)中，有机溶剂3选自甲苯或二甲苯等（优选为甲苯）。
其中，在步骤(6)中，有机碱选自三乙胺（tea）、n,n-二异丙基乙胺（diea）或吡啶等（优选为三乙胺），有机溶剂4选自n，n-二甲基甲酰胺（dmf）或二甲基亚砜（dmso）等（优选为dmf）。
其中，在步骤(7)中，极性溶剂2选自甲醇、乙醇或水等及其混合溶剂（优选为水）。
其中，在步骤(8)中，极性溶剂3选自饱和氯化铵溶液、醋酸、甲醇/水混合溶液或乙醇/水混合溶液等（优选为饱和氯化铵溶液），还原剂选自锌粉、铁粉或巯基乙醇等（优选为锌粉）。
本发明打破了工业上不能用化学合成法合成谷胱甘肽的技术，采用胱氨酸为原料，主要采用苯酐和六甲基二硅氮烷保护，取代cbz和boc等不易脱除（本发明中采用水与水合肼即可脱除且便于分离），成本高的保护方法，弃掉缩合剂，采用酰氯法液相合成二肽，然后还原，最大限度的提高产率，简化步骤，降低成本，对环境友好从而提供了一种收率高、纯度高，合适工业化生产的还原型gsh的制备方法。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不限于以下所述内容。
实施例1：制备苯酐胱酰氯
在500ml反应瓶中，加入甲苯120ml，l-胱氨酸24g（0.1mol），苯酐44.4g（0.3mol），然后升温至110℃，分水，反应液溶清后hplc监控反应完全，降温，有固体析出，过滤，滤饼用100ml甲醇洗涤，烘干得43.5g苯酐胱氨酸，收率86.9%。
43.5g（0.086mol）苯酐胱氨酸投入150ml氯仿中，滴加40.9g（0.344mol）氯化亚砜，然后升温至75℃左右回流反应4h左右，反应溶清后取样衍生甲酯hplc监控，反应完全后浓缩净氯仿和多余氯化亚砜，然后向油状物中再加入150ml氯仿备用。
实施例2：制备胱甘二肽
在250ml反应瓶中，加入甘氨酸19.3g（0.258mol），甲苯20ml，hmds83.3g（0.516mol），升温至110℃左右回流反应2h，溶清后即反应完全，为hmds保护好了的甘氨酸，降温至15℃备用。滴加实施例1中的酰氯入hmds保护的甘氨酸中，保持温度在10-20℃间反应，滴毕反应过夜，hplc检测酰氯反应完全，减压浓缩掉溶剂，然后加入200ml水搅拌，固体大量析出，过滤得到苯酐胱甘二肽，烘干得43.9g，纯度94.7%。
在500ml反应瓶中，43.9g（0.068mol）苯酐胱甘二肽投入150ml水中，然后加入7.6g（0.205mol）85%水合肼，升温至70℃，反应4h取样hplc原料反应完全，降温至室温过滤除掉邻苯二甲酰肼，滤液浓缩至粘稠状，加入200ml甲醇搅拌过滤，滤饼用100ml甲醇洗涤，烘干得类白色固体22.7g（0.064mol）胱甘二肽。
实施例3：三肽制备
在1000ml反应瓶中，加入谷氨酸64g（0.435mol），甲苯300ml，苯酐96.5g（0.652mol），升温至110℃左右回流反应，分水，3h左右反应液溶清后hplc监控反应完全，降温，有固体析出，过滤，滤饼用120ml甲醇洗涤，烘干得98.8g苯酐谷氨酸。在500ml反应瓶中，投入98.8g（0.357mol）苯酐谷氨酸，然后加入291.3g（2.85mol）醋酐，升温至回流，反应2h后，tlc显示原料反应完全，降温过滤，并用100ml乙酸乙酯洗涤，烘干得80.3g（0.309mol）苯酐谷氨酸酐。
另在500ml反应瓶中，加入实施例2所制备的22.7g（0.064mol）胱甘二肽，150mldmf，66.3g（0.256mol）苯酐谷氨酸酐，2ml三乙胺，升温至45℃反应，hplc监控，8h后反应完全，反应液倒入500ml水中，析出固体，过滤得44.5g（0.049mol）苯酐保护的三肽。在250ml瓶中三肽加入5.5g（0.146mol）85%水合肼，100ml水，升温至50℃，反应6h取样hplc原料反应完全，降温至室温过滤除掉邻苯二甲酰肼，滤液浓缩至粘稠状，加入200ml甲醇搅拌过滤，滤饼用100ml甲醇洗涤，烘干得白色固体27.5g（0.045mol）氧化型谷胱甘肽gssg。
实施例4：制备gsh
在500ml反应瓶中，加入27.5g（0.045mol）gssg，饱和氯化铵溶液150ml，锌粉11.8g（0.18mol），抽空换氮，升温至100℃左右回流反应，6h左右hplc检测反应完全，然后过滤除掉锌粉，滤液浓缩至饱和状降温至10℃过滤，得到22.3ggsh粗品。投入粗品到80ml水中，升温至60℃全溶，滴加300ml甲醇，析出大量固体，降至室温过滤，滤饼用甲醇洗涤，烘干得到18.7g（0.06mol）gsh，纯度99.5%，总收率30.4%（胱氨酸计）精制过程在氮气氛围下进行。
实施例5：制备苯酐胱酰氯
在1000ml反应瓶中，加入二甲苯300ml，l-胱氨酸48g（0.2mol），苯酐74g（0.5mol），然后升温至130℃，分水，反应液溶清后hplc监控反应完全，降温，有固体析出，过滤，滤饼用200ml甲醇洗涤，烘干得88.5g苯酐胱氨酸，收率88.5%。
取上一步的苯酐胱氨酸43.5g（0.086mol）苯酐胱氨酸投入150ml甲苯中，滴加40.9g（0.344mol）氯化亚砜，然后升温至70℃左右反应4h左右，反应溶清后取样衍生为甲酯hplc监控，反应完全后浓缩净甲苯和多余氯化亚砜，然后向油状物中再加入150ml甲苯备用。
实施例6：制备胱甘二肽
在250ml反应瓶中，加入甘氨酸21.8g（0.291mol），hmds120g（0.743mol），升温至120℃左右回流反应2h，溶清后即为hmds保护好了的甘氨酸，降温至15℃备用。滴加实施例5中的酰氯入hmds保护的甘氨酸中，保持温度在20-30℃间反应，滴毕反应过夜，hplc检测酰氯反应完全，减压浓缩掉溶剂，然后加入200ml水搅拌，固体大量析出，过滤得到苯酐胱甘二肽，烘干得45.6g，纯度95.8%。
在500ml反应瓶中，45.6g（0.07mol）苯酐胱甘二肽投入200ml水中，然后加入10.8g（0.291mol）85%水合肼，升温至50℃，反应3h取样hplc原料反应完全，降温至室温过滤除掉邻苯二甲酰肼，滤液浓缩至粘稠状，加入200ml甲醇搅拌过滤，滤饼用100ml甲醇洗涤，烘干得类白色固体24.2g（0.068mol）胱甘二肽。
实施例7：制备三肽
在1000ml反应瓶中，加入谷氨酸64g（0.435mol），二甲苯400ml，苯酐128.6g（0.87mol），升温至130℃左右回流反应，分水，4h左右反应液溶清后hplc监控反应完全，降温，有固体析出，过滤，滤饼用120ml甲醇洗涤，烘干得108.6g苯酐谷氨酸。在1000ml反应瓶中，投入108.6g（0.392mol）苯酐谷氨酸，然后加入600.8g（5.89mol）醋酐，升温至回流，反应1h后，tlc显示原料反应完全，降温过滤，率并用200ml乙酸乙酯洗涤，烘干得88.3g（0.339mol）苯酐谷氨酸酐。
另在500ml反应瓶中，加入实施例2所制备的24.2g（0.068mol）胱甘二肽，200mldmso，88.3g（0.341mol）苯酐谷氨酸酐，2mldiea，升温至55℃反应，hplc监控，5h后反应完全，反应液倒入500ml水中，析出固体，过滤得47.2g（0.052mol）苯酐保护的三肽。在250ml瓶中加入47.2g（0.052mol）苯酐保护的三肽，然后加入7.9g（0.208mol）85%水合肼，100ml水，升温至40℃，反应7h取样hplc原料反应完全，降温至室温过滤除掉邻苯二甲酰肼，滤液浓缩至粘稠状，加入200ml甲醇搅拌过滤，滤饼用100ml甲醇洗涤，烘干得白色固体29.9g（0.049mol）氧化型谷胱甘肽gssg。
实施例8：制备gsh
在500ml反应瓶中，加入29.9g（0.049mol）gssg，纯化水100ml，巯基乙醇15.3g（0.2mol），抽空换氮，升温至100℃左右回流反应，4h左右hplc检测反应完全，滤液浓缩至饱和状降温至10℃过滤，得到26.8ggsh粗品。投入粗品如90ml水中，升温至60℃全溶，滴加300ml甲醇，析出大量固体，降至室温过滤，滤饼用甲醇洗涤，烘干得到21.5g（0.069mol）gsh，纯度99.6%，总收率34.5%（胱氨酸计）精制过程在氮气氛围下进行。
根据本发明所公开的内容，本领域技术人员可最大限度地应用本发明。因此，上述优选具体实施方式仅是举例说明，而非以任何方式限制本发明的范围。