一种n-甲基-d型- 天冬氨酸的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种N?甲基?D型?天冬氨酸的制备方法，主要解决现在所公布的合成方法中存在的合成不稳定性，方向性，和外消旋等的技术难题。本发明的技术方案为：一种N?甲基?D型?天冬氨酸的合成方法，包括下述步骤：（1）D?天冬氨酸为原料加入甲醇，降温至0℃以下滴加氯化亚砜反应，经蒸馏、结晶得到D型?天冬氨酸?2?甲酯?盐酸盐；（2）用D型?天冬氨酸?2?甲酯?盐酸盐引入苯环，（3）采用Eschweiler–Clarke（埃谢伟勒?克莱克）甲基化反应引入甲基，（4）用氢化反应除去苯环，（5）皂化得到目标产品。本发明解决了甲基化时的副反应和不稳定性，避免使用有毒试剂和季铵盐的产生。
【专利说明】
一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法。
【背景技术】
[0002]N-甲基-D-天冬氨酸(匪DA)是D-天冬氨酸的甲基化产物，一般仅存在于人和动物的神经和内分泌组织中，而其他组织中没有发现NMDA大量实验证实，NMDA的生物合成源于D-天冬氨酸，生物体内存在着一种能够催化D-天冬氨酸合成NMDA的酶。很多的研究表明，适量的匪DA能够显著促进动物腺垂体中生长激素、黄垂体生成素、促性腺激素释放以及催乳素的分泌，是一种高效促生长的新型饲料添加剂。近年来，随着分子生物学和细胞生物学的不断发展，对其作用机制研究的不断深入，NMDA作为一种新的功能性食品添加剂，有着广阔的应用前景。NMDA可以通过D-天冬氨酸的N-甲基化来合成。到目前为止，文献报道了许多不同的方法用于氨基酸的N-甲基化(烷基化)，常用方法包括直接甲基化法、还原胺化法、嗯唑烷酮中间体法。其中，恶唑烷酮中间体法只适用某些氨基酸中有多个氨基且其它氨基被保护后进行胺化合成路线非常窄，不适用天冬氨酸的氨基化合成。安徽华恒生物工程有限公司一篇文献报道用直接甲基化方法合成天冬氨酸的甲基，DMF做溶剂也做反应剂，碱性物质做缚酸剂，滴加碘甲烷。但是所用的碘甲烷怕光易分解，且产品的产率随着碘甲烷量的升高而降低，不是很好掌控。所用的缚酸剂为钠氢，钠氢极易燃烧，非常危险，虽然有人进行了优化将钠氢改为碳酸钾，但是该方法却又出现了因有碳酸钾的存在使碘甲烷在甲基化的过程中与天冬氨酸的仲胺发生亲核取代反应且无法出去该产物。有些方法还普遍存在着合成过程中的低反应性和产生不稳定的中间体杂质等。不利于有效的进行目标物的合成，本方法主要解决了在合成过程中所使用的一些储存条件苛刻和容易分解的溶剂以及除去在合成过程中所产生的杂质，控制了反应的方向性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种N-甲基-D型-天冬氨酸的合成方法，主要解决现在所公布的合成方法中存在的合成不稳定性，方向性，和外消旋等的技术难题和避免了使用有毒的化学试剂。
[0004]本发明的技术方案为:一种N-甲基-D型-天冬氨酸的合成方法，包括下述步骤:(I)D-天冬氨酸为原料加入甲醇，降温至(TC以下滴加氯化亚砜反应，经蒸馏、结晶得到D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐；(2)用D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐引入苯环，(3)采用Eschweiler-Clarke(埃谢伟勒-克莱克)甲基化反应引入甲基，(4)用氢化反应除去苯环，
[5]皂化得到目标产品。
[0005]所述步骤(I)将天冬氨酸悬浮在甲醇中，加入氯化亚砜后保温反应;蒸馏乙醚结晶得到天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐。
[0006]所述步骤(2)引入苯环的反应为:D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，加入甲醇和水混合，降温至(TC以下滴加三乙胺反应;常温滴加苯甲醛，加入硼氢化钠回流反应，经过滤、蒸馏、萃取、水洗、干燥浓缩后得到N-苯基-天冬氨酸-2-甲酯。回流温度在50?70 V，回流反应时间为8?12h，优选回流温度60 °C，回流反应I Oh。
[0007]所述步骤(3)引入甲基反应为将所述(2)反应产物加入质量百分浓度40%甲醛溶后溶解解在四氢呋喃中加入甲酸，回流，饱和小苏打水洗干燥浓缩得到N-甲基-苯基-天冬氨酸-2-甲酯。回流温度在50?70°C，回流反应时间为5?7h，优选回流温度60 °C，回流反应时间为6h。
[0008]所述步骤(4)用钯碳为催化剂氢化反应除去苯环后浓缩得到N-甲基-天冬氨酸-2-甲酷。
[0009]所述步骤(5)将所述步骤(4)的产物加入甲醇后用氢氧化锂皂化得到产品。氢氧化锂浓度选择在2-4mol/l，优选3mol/l.。
[0010]本发明的有益效果是:合成具有准确的方向性，无不利的中间产物，且避免了外消旋的发生，避免使用有毒有害的化学试剂，使合成过程安全有效的进行。
【附图说明】
[0011]图1为本发明产品核磁图谱。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
1、2L三口瓶中加入200gD-天冬氨酸，加入甲醇1.3L，冰盐降温；
2、0摄氏度以下滴加氯化亚砜；
3、氯化亚砜滴加完毕后控制温度不超过15°C反应12h;
4、旋转蒸发仪430C蒸馏，加入甲醇反复浓缩3次；
5、有多数固体出现后停止蒸馏，放冷后加入适量乙醚结晶，产品为D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，白色晶体；
6、2L三口瓶中加入175gD型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，加入525ml甲醇和245ml水机械搅拌，冰盐降温；
7、0°(:滴加三乙胺1(^，调节?!1=7;
8、滴加完毕后控制温度在5?15°C反应30min;
9、常温下滴加苯甲醛，后搅拌lh;
10、控制温度不超过15°C加入44g硼氢化钠，每30min—次，每次加入6g硼氢化钠；
11、50°C回流12h;滤除白色固体，45 °C下蒸掉一部分的甲醇；
12、500ml乙酸乙酯萃取料子2次，合并乙酸乙酯，用饱和氯化铵水萃取3次，碳酸氢钠水洗2次，硫酸钠干燥；
13、45°C蒸掉乙酸乙酯，产品为褐色液体142.2g;
14、三口瓶中加入褐色的产物100g，加入质量百分浓度40%甲醛46g加入四氢呋喃150g，搅拌；
15、滴加甲酸22g控制温度不超过400C，滴加完毕后反应Ih，50 °C回流7h;
16、浓缩料子，加入适量乙酸乙酯稀释，用饱和碳酸氢钠水洗2次，硫酸钠干燥，浓缩料子产物为122g; 17、10g产物倒入三口瓶中加入5.2g的钯碳和520ml甲醇，通入氢气；
18、氢化4天；
19、滤除固体，产物用2mol/l的氢氧化锂溶液调节pH=7皂化，直到pH稳定后停止；
20、加入20ml的乙酸乙酯萃取，水相用6N的盐酸调节pH=2.5;
21、搅拌1.5天后浓缩产品，冷去后加入过量无水酒精结晶得目标产品90g。产品核磁验证见图1。
[0013]实施例2
1、2L三口瓶中加入200gD-天冬氨酸，加入甲醇1.3L，冰盐降温；
2、0摄氏度以下滴加氯化亚砜；
3、氯化亚砜滴加完毕后控制温度不超过15°C反应12h;
4、旋转蒸发仪430C蒸馏，加入甲醇反复浓缩3次；
5、有多数固体出现后停止蒸馏，放冷后加入适量乙醚结晶，产品为D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，白色晶体；
6、2L三口瓶中加入175gD型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，加入525ml甲醇和245ml水机械搅拌，冰盐降温；
7、0°(:滴加三乙胺1(^，调节?!1=7;
8、滴加完毕后控制温度在5?15°C反应30min;
9、常温下滴加苯甲醛，后搅拌lh;
10、控制温度不超过15°C加入44g硼氢化钠，每30min—次，每次加入6g硼氢化钠；
11、60°C回流1h;滤除白色固体，45 °C下蒸掉一部分的甲醇；
12、500ml乙酸乙酯萃取料子2次，合并乙酸乙酯，用饱和氯化铵水萃取3次，碳酸氢钠水洗2次，硫酸钠干燥；
13、45°C蒸掉乙酸乙酯，产品为褐色液体142.2g;
14、三口瓶中加入褐色的产物100g，加入质量百分浓度40%甲醛46g加入四氢呋喃150g，搅拌；
15、滴加甲酸22g控制温度不超过400C，滴加完毕后反应Ih，60 °C回流6h;
16、浓缩料子，加入适量乙酸乙酯稀释，用饱和碳酸氢钠水洗2次，硫酸钠干燥，浓缩料子产物为122g;
17、10g产物倒入三口瓶中加入5.2g的钯碳和520ml甲醇，通入氢气；
18、氢化4天；
19、滤除固体，产物用3mol/l的氢氧化锂溶液调节pH=7皂化，直到pH稳定后停止；
20、加入20ml的乙酸乙酯萃取，水相用6N的盐酸调节pH=2.5;
21、搅拌1.5天后浓缩产品，冷却后加入过量无水酒精结晶得目标产品90g。产品核磁验证见图1。
[0014]实施例3
1、2L三口瓶中加入200gD-天冬氨酸，加入甲醇1.3L，冰盐降温；
2、0摄氏度以下滴加氯化亚砜；
3、氯化亚砜滴加完毕后控制温度不超过15°C反应12h;
4、旋转蒸发仪430C蒸馏，加入甲醇反复浓缩3次； 5、有多数固体出现后停止蒸馏，放冷后加入适量乙醚结晶，产品为D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，白色晶体；
6、2L三口瓶中加入175gD型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，加入525ml甲醇和245ml水机械搅拌，冰盐降温；
7、0°(:滴加三乙胺1(^，调节?!1=7;
8、滴加完毕后控制温度在5?15°C反应30min;
9、常温下滴加苯甲醛，后搅拌lh;
10、控制温度不超过15°C加入44g硼氢化钠，每30min—次，每次加入6g硼氢化钠；
11、70°C回流Sh;滤除白色固体，45 °C下蒸掉一部分的甲醇；
12、500ml乙酸乙酯萃取料子2次，合并乙酸乙酯，用饱和氯化铵水萃取3次，碳酸氢钠水洗2次，硫酸钠干燥；
13、45°C蒸掉乙酸乙酯，产品为褐色液体142.2g;
14、三口瓶中加入褐色的产物100g，加入质量百分浓度40%甲醛46g加入四氢呋喃150g，搅拌；
15、滴加甲酸22g控制温度不超过400C，滴加完毕后反应Ih，70 °C回流5h;
16、浓缩料子，加入适量乙酸乙酯稀释，用饱和碳酸氢钠水洗2次，硫酸钠干燥，浓缩料子产物为122g;
17、10g产物倒入三口瓶中加入5.2g的钯碳和520ml甲醇，通入氢气；
18、氢化4天；
19、滤除固体，产物用4mol/l的氢氧化锂溶液调节pH=7皂化，直到pH稳定后停止；
20、加入20ml的乙酸乙酯萃取，水相用6N的盐酸调节pH=2.5;
21、搅拌1.5天后浓缩产品，冷去后加入过量无水酒精结晶得目标产品90g。产品核磁验证见图1。
【主权项】
1.一种N-甲基-D型-天冬氨酸的合成方法，其特征是包括下述步骤: (1)D-天冬氨酸为原料加入甲醇，降温至(TC以下滴加氯化亚砜反应，经蒸馏、结晶得到D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐； (2)用D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐引入苯环； (3)采用埃谢伟勒-克莱克甲基化反应引入甲基； (4)用氢化反应除去苯环； (5)皂化得到目标产品。2.根据权利要求1所述的一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法，其特征是所述步骤(2 )引入苯环的反应为:D型-天冬氨酸-2-甲酯.盐酸盐，加入甲醇和水混合，降温至O °C以下滴加三乙胺反应;常温滴加苯甲醛，加入硼氢化钠回流反应，经过滤、蒸馏、萃取、水洗、干燥浓缩后得到N-苯基-天冬氨酸-2-甲酯。回流温度在50?70°C，回流反应时间为8?12h。3.根据权利要求2所述的一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法，其特征是回流温度60°C，回流反应10h。4.根据权利要求1所述的一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法，其特征是所述的步骤(3)引入甲基反应为将所述(2)反应产物加入甲醛溶后溶解解在四氢呋喃中加入甲酸，回流，饱和小苏打水洗干燥浓缩得到N-甲基-苯基-天冬氨酸-2-甲酯；回流温度在50?70°C，回流反应时间为5?7h。5.根据权利要求4所述的一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法，其特征是回流温度60°C，回流反应时间为6h。6.根据权利要求1所述的一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法，其特征是所述的步骤(4)用钯碳为催化剂进行氢化除去苯环。7.根据权利要求1所述的一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法，其特征是所述的步骤(5)将所述步骤(4)的产物加入甲醇后用氢氧化锂皂化得到产品；氢氧化锂浓度选择在2-4mol/l08.根据权利要求7所述的一种N-甲基-D型-天冬氨酸的制备方法，其特征是氢氧化锂浓度3mol/l.ο
【文档编号】C07C227/18GK106008246SQ201610354648
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】徐红岩, 徐金勇, 孙立革
【申请人】吉尔生化（上海）有限公司, 滨海吉尔多肽有限公司