一种含连续季碳中心环丙烷α-氨基酸衍生物及合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医药化工合成技术领域，具体涉及一种含连续季碳中心环丙烷α -氨 基酸衍生物及合成方法。
【背景技术】
[0002] α-氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单元，是构成动物营养所需蛋白 质的基本物质，也是很多药物、生物活性分子及天然产物的重要结构单元。为了满足人类生 产、生活对物质种类及数量的需求，人工合成α-氨基酸衍生物的合成与应用受到了广泛 的关注。由于刚性的环丙烷结构砌块能有效地改善分子的物理、化学性质及生物活性，因此 环丙烷α -氨基酸结构砌块广泛的存在于药物及功能活性分子中，如NS3-蛋白酶抑制剂， D2-多巴胺受体激动剂等。特别是近年来，研宄表明了含连续季碳中心环丙烷α-氨基酸 衍生物不仅能有效提高药物分子的选择特异性，而且能大幅度改善其在药物代谢动力学研 宄中的表现，如蛋白聚糖酶抑制剂等；同时，含连续季碳中心环丙烷α -氨基酸衍生物也是 重要的合成中间体及化工原料，在有机合成中具有重要的用途。因此，含连续季碳中心环丙 烷α-氨基酸衍生物的合成与应用是有机合成化学及药物学的研宄前沿热点和难点领域 之一。
[0003] 构建含连续季碳中心环丙烷α -氨基酸衍生物的传统合成方法一般是多步 合成转化，需要多次分离和纯化（Μ. Kirihata, A. Sakamoto, I. Ichimoto, Η. Ueda, Μ. Honmaj Agric. Biol. Chem. 1990, 54, 1845 - 1846 ；M. Shiozakij K. Maedaj Τ. Miuraj Μ. Kotokuj Τ. Yamasaki, I. Matsudaj Κ. Aokij Κ. Yasuej Η. Imaij Μ. Ubukataj A. Sumaj Μ. Yokotaj Τ. Hottaj Μ. Tanaka, Υ. Hasej J. Haas, Α. Μ. Fryer, Ε. R. Laird, Ν. Μ. Littmannj S. W. Andrews, J. A. Joseyj Τ. Mimuraj Υ. Shinozakij Η. Yoshiuchij Τ. Inabaj J. Med. Chem. 2011，54, 2839 - 2863)。此类方法不仅消耗了大量的时间，而且浪费了较多的人力、物 力和财力；同时分离纯化过程中产生了大量的废液，生产过程中容易引起的环境污染、严重 威胁人的安全。目前，仅有少数文献报道了一步构建含连续季碳中心环丙烷α-氨基酸衍 生物的合成方法：（1)由二苯基重氮甲烧与噁挫酮叉稀合成（Κ. Lalitha, D.S. Iyengar, U. Τ· Bhalerao, J. Org. Chem. 1989, 54, 1771 - 1773) ; (2)由过渡金属卡宾和烯烃合成 (R. P. ffurz, A. B. Charette, J. Org. Chem. 2004, 69, 1262 - 1269 ；B. Moreau, A. B. Charette, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18014 - 18015 ；S. Zhu, J. A. Perman, X. P. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8460 - 8463)。需要指出的是，以上两种方法的底物适用范围极窄，均只报道了 1 - 2个底物；同时部分反应体系还使用了昂贵且高毒性的过渡金属催化剂。因此，发展环 境友好地、实用地构建含连续季碳中心环丙烷α-氨基酸衍生物的合成方法一直受到科学 界及工业界的广泛关注。
[0004] 商品化的N-对甲苯磺酰基酮腙具有种类丰富、价格便宜、无毒、易储存等特 点，用其合成结构复杂且功能多样性的分子已引起了大家的极大兴趣（J.R. Fulton，V. K. Aggarwal, J. de Vicente, Eur. J. Org. Chem. 2005, 1479 - 1492 ；J. Barluenga, C. Vald0S, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7486 - 7500 ；Angew. Chem. 2011, 123, 7626 - 7640 ； Z. Shao, H. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 560 - 572 ；H. Jiang, ff. Fu, H. Chen, Chem. Eur. J. 2012, 18, 11884 - 11888 ；Q. Xiao, Y. Zhang, J. Wang, Acc. Chem. Res. 2013,46,236 - 247 ； Y. Xia, Y. Zhang, J. Wang, ACS Catal. 2013, 3, 2586 - 2598)。但是目前还没有利用 N-对甲苯 磺酰基酮腙为原料直接合成含连续季碳中心环丙烷α-氨基酸衍生物的报道。
【发明内容】
[0005] 为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种含连 续季碳中心环丙烷α-氨基酸衍生物的合成方法。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种由上述方法合成得到的含连续季碳中心环丙烷 α_氨基酸衍生物。
[0007] 本发明目的通过以下技术方案实现：
[0008] 一种含连续季碳中心环丙烷α -氨基酸衍生物的合成方法，包括以下操作步骤：
[0009] 在反应器中，加入N-对甲苯磺酰基酮腙、2-乙酰氨基丙烯酸甲酯、碱、相转移催化 剂和溶剂，在70~90°C下搅拌反应12~24小时，反应结束后冷却至室温，反应液过滤，减 压蒸除溶剂得粗产物，经柱层析提纯得到含连续季碳中心环丙烷α -氨基酸衍生物。 NNHTs
[0010] 所述的N-对甲苯磺酰基酮腙为r1^r2 1-茚酮对甲苯磺酰腙或1-四氢萘酮 对甲苯磺酰腙；其中，Ts表示对甲苯磺酰基，R1为苯基、对溴苯基、间溴苯基、对氯苯基、间氯 苯基、对氟苯基、间氟苯基、邻氟苯基、对碘苯基、对甲苯基、对甲氧基苯基、对甲硫基苯基、 对二甲氨基苯基、对氰基苯基、对三氟甲基苯基、对甲砜基苯基、对甲酸甲酯基苯基、对硝基 苯基、3, 4-二甲氧基苯基、3, 4-二氯苯基、2-萘基、2-噻吩基、3-吡啶基或2-苯基乙基；R2 为甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、环丁基或叔丁基。
[0011] 所述N-对甲苯磺酰基酮腙与2-乙酰氨基丙烯酸甲酯的摩尔比优选为（1~2) :1。
[0012] 所述碱优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、甲醇钠、乙酸钠、叔丁醇钾和 叔丁醇钠中的一种或两种以上；碱的加入量与N-对甲苯磺酰基酮腙的摩尔比为（1~ 1. 5) :1〇
[0013] 所述相转移催化剂优选为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基碘化铵、四丁基氟 化铵、四丁基硫氢酸铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵和四丁基溴化膦中的一种或 两种以上；相转移催化剂的加入量与2-乙酰氨基丙烯酸甲酯的摩尔比优选为0. 2 :1。
[0014] 所述的溶剂优选为甲苯、苯、二甲苯、1，2-二氯乙烷、四氢呋喃和乙腈中的一种或 两种以上的混合。
[0015] 所述的柱层析提纯是指以体积比为（1~10) :1的石油醚：乙酸乙酯的混合溶剂 为洗脱液的柱层析提纯。
[0016] 一种含连续季碳中心环丙烷α -氨基酸衍生物，通过以上方法制备得到。
[0017] 上述含连续季碳中心环丙烷α -氨基酸衍生物为两个非对映异构体，即主要非对 映异构体和次要非对映异构体，主要非对映异构体与次要非对映异构体的质量比为（2~ 11) :1〇
[0018] 本发明方法所涉及的反应方稈式如下式所示：
[0020] 本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
[0021] (1)本发明的合成方法不使用过渡金属催化剂，所用原料无毒、廉价易得；反应对 官能团适应性好，对底物适应性广，产物收率高，非对映选择性好；
[0022] (2)本发明的合成方法可以放大至克级规模生产，且操作简单、安全，反应条件温 和，具有良好的工业应用前景。
【附图说明】
[0023] 图1是实施例1-8所得产物主要非对映异构体的氢谱图；
[0024] 图2是实施例1-8所得产物主要非对映异构体的碳谱图；
[0025] 图3是实施例8所得产物次要非对映异构体的氢谱图；
[0026] 图4是实施例8所得产物次要非对映异构体的碳谱图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0028] 实施例1
[0029] 在装有回流冷凝管25毫升反应瓶中，加入0. 2毫摩尔苯乙酮对甲苯磺酰腙、0. 2毫 摩尔碳酸铯、〇. 02毫摩尔苄基三乙基氯化铵，2毫升甲苯，在25°C搅拌反应1小时后，加入 0. 1毫摩尔2-乙酰氨基丙烯酸甲酯，反应体系在90°C搅拌反应12小时，停止加热及搅拌， 冷却至室温。乙酸乙酯萃取反应液，减压旋蒸去除溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标 产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为2 :1的石油醚：乙酸乙酯混合溶剂，得产物主要非对 映异构体，产率为82%。
[0030] 实施例2
[0031] 在装有回流冷凝管25毫升反应瓶中，加入0. 2毫摩尔苯乙酮对甲苯磺酰腙、0. 2毫 摩尔碳酸钾、〇. 02毫摩尔苄基三乙基氯化铵，2毫升甲苯，在25°C搅拌反应1小时后，加入 0. 1毫摩尔2-乙酰氨基丙烯酸甲酯，反应体系在90°C搅拌反应12小时，停止加热及搅拌， 冷却至室温。乙酸乙酯萃取反应液，减压旋蒸去除溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标 产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为2 :1的石油醚：乙酸乙酯混合溶剂，得产物主要非对 映异构体，产率为63%。
[0032] 实施例3
[0033] 在装有回流冷凝管25毫升反应瓶中，加入0. 2毫摩尔苯乙酮对甲苯磺酰腙、0. 2毫 摩尔叔丁醇钾、〇. 02毫摩尔苄基三乙基氯化铵，2毫升甲苯，在25°C搅拌反应1小时后，加入 0. 1毫摩尔2-乙酰氨基丙烯酸甲酯，反应体系在90°C搅拌反应12小时，停止加热及搅拌， 冷却至室温。乙酸乙酯萃取反应液，减压旋蒸去除溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标 产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为2 :1的石油醚：乙酸乙酯混合溶剂，得产物主要非对 映异构体，产率为57%。
[0034] 实施例4
[0035] 在装有回流冷凝管25毫升反应瓶中，加入0. 2毫摩尔苯乙酮对甲苯磺酰腙、0. 2毫 摩尔碳酸铯、〇. 02毫摩尔苄基三乙基氯化铵，2毫升乙腈，在25°C搅拌反应1小时后，加入 0. 1毫摩尔2-乙酰氨基丙烯酸甲酯，反应体系在90°C搅拌反应12小时，停止加热及搅拌， 冷却至室温。乙酸乙酯萃取反应液，减压旋蒸去除溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标 产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为2 :1的石油醚：乙酸乙酯混合溶剂，得产物主要非对 映异构体，产率为37%。
[0036] 实施例5
[0037] 装有回流冷凝管25毫升反应瓶中，加入0. 2毫摩尔苯乙酮对甲苯磺酰腙、0. 2毫摩 尔碳酸铯、〇. 02毫摩尔苄基三乙基氯化铵，2毫升1