一种谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种谷氨酸?1?叔丁酯衍生物的制备方法，属于多肽合成领域。本发明提供一种谷氨酸?1?叔丁酯衍生物的制备方法，包括以下步骤：(1)将谷氨酸制得谷氨酸?5?叔丁酯和谷氨酸?1?叔丁酯混合物；(2)将谷氨酸?5?叔丁酯和谷氨酸?1?叔丁酯混合物与过渡金属M的盐混合，得到M[Glu(OtBu)]x和M(Glu?OtBu)x的混合物；其中，1≤x≤2；(3)步骤(2)所得混合物再与保护试剂反应，选择性反应得到谷氨酸?1?叔丁酯的衍生物。本发明方法步骤短，成本低，生产时效高，易于工业化大量生产。
【专利说明】
一种谷氨酸-1 -叔丁酯衍生物的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，属于多肽合成领域。
【背景技术】
[0002] 谷氨酸-1-叔丁酯衍生物如芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯是多肽合成中常用的一 种基础原料，用于合成利拉鲁肽，胸腺法新肽等多种药物肽。
[0003] 现有技术中，芴甲氧羰酰谷氨酸-叔丁酯的制备方法主要为：一是用Z-Glu，通过 DCC或者醋酸酐制备Z-Glu内酸酐，在二环己胺存在下与甲醇，乙醇，苄醇反应，制得Glu的1-位甲酯，乙酯，苄酯;但该方法不能制得1位叔丁酯。
[0004] 方法2，Glu用硫酸催化和甲醇制得Glu-5-OMe，再用硫酸催化与异丁烯加成，或者 高氯酸催化与醋酸叔丁酯转酯制得Glu(OMe)-OtBu,经水解制得Glu-〇tBu，Glu-〇tBu再与 Fmoc-Cl或者Fmoc-OSu反应制得Fmoc-Glu-OtBu，该方法线路长，水解时1位叔丁酯不稳定， 收率低，成本高。
[0005] 方法3,6111用硫酸催化和节醇制得6111-5-0821，再用硫酸催化与异丁稀加成，或者 高氯酸催化与醋酸叔丁酯转酯制得Glu(0Bz l)-〇tBu，氢解解制得Glu-OtBu. Glu-OtBu再与 Fmoc-Cl或者Fmoc-OSu反应制得Fmoc-Glu-OtBu，该方法线路长，氢解成本高，同样才在成本 车父尚，线路$父长的缺点。
[0006] 本领域急需一种低成本、简单的制备谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，该方法步骤短， 成本低，生产时效高，易于工业化大量生产。
[0008] 本发明的技术方案：
[0009] 本发明提供一种谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0010] (1)将谷氨酸(GlU)制得谷氨酸-5-叔丁酯(Glu(OtBu))和谷氨酸-1-叔丁酯(GlU-OtBu)混合物；
[0011] (2)将谷氨酸-5-叔丁酯(Glu(OtBu))和谷氨酸-1-叔丁酯(Glu-OtBu)混合物与过 渡金属M的盐混合，得到M[Glu(0tBu)] x和M(Glu-OtBu)J^混合物，其中，1彡X彡2;
[0012] (3)步骤(2)所得混合物再与保护试剂反应，选择性反应得到谷氨酸-1-叔丁酯的 衍生物；
[0013] 所述选择性反应过程为：
[0014] 调节M[Glu(0tBu)]4PM(Glu-0tBu)J^混合物溶液的pH值为8~9,加入保护试剂， 维持溶液的PH值为8~9,反应7~10小时，再经酸化、萃取、结晶、过滤和干燥，得到谷氨酸-1-叔丁酯衍生物;其中，保护试剂与M[Gl U(0tBU)]4PM(Glu-0tBU)Jg合物中氨基的摩尔比 为1~5:10〇
[0015] 进一步，步骤1中，所述将Glu制得Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物的采用下述方法 一，具体步骤为:将Glu与醋酸叔丁酯混合，在高氯酸的催化作用下进行转酯反应，得到Glu (0tBu)2，Glu(0tBu)和Glu-OtBu的混合物，再经中和，调节pH 8~9，Glu(0tBu)2分配在醋酸 叔丁酯相，Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物分配到水相，取水相混合物待下一步骤使用;其中， Glu、醋酸叔丁酯与高氯酸的物质的量比为1:5~20:1.2~2。
[0016] 所述Glu与醋酸叔丁酯反应时的温度为15~20°C，反应时间为36~48小时。
[0017] 步骤1中，所述将Glu制得Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物的采用下述方法二：
[0018] 将Glu悬浮于二氯甲烷中，通入异丁烯，在无水对甲苯磺酸的催化下进行加成反 应，得到Glu (OtBu) 2、Glu (OtBu)和Glu-OtBu 的混合物，调节调节pH=8~9, Glu (OtBu) 2 分配 在醋酸叔丁酯相，Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物分配到水相，取水相混合物待下一步反应； 其中，Glu、异丁烯与无水对甲苯磺酸的物质的量比为1:3~10:1.2~2;所述Glu与异丁烯反 应时的温度为-10~-5°C，反应时间为48~72小时。
[0019] 步骤2中，所述过渡金属M的盐选自〇11、卩6、〇&、]\111、211、0、附、〇(1或取的硫酸盐、硝酸 盐或氯化盐;优选为CuS〇4、Cu (NO3) 2、CuCl 2或Cu2 (OH) 2C03;更优选为CuS〇4。在本发明中，所述 过渡金属M的盐含结晶水也可以使用。
[0020] 步骤2中，所述Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物与过渡金属盐按照摩尔比为1~2:1的 比例混合，制得 M[Glu(0tBu)]4PM(Glu-0tBu)Jg合物。
[0021]其中，步骤3中，所述保护试剂不特别限定，只要含有能与氨基发生反应的基团的 保护剂都行。
[0022]更优选的，所述保护试剂为芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺、芴甲氧羰酰氯，二碳酸二叔丁 酯、苯甲氧羰酰琥珀酰亚胺或苯甲氧羰酰氯。
[0023]当保护试剂为芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺(Fmoc-OSu)或芴甲氧羰酰氯(Fmoc-Cl)时， 所述选择性反应过程为：
[0024] Cu[Glu(0tBu)]x和Cu(Glu-OtBu)J^混合物，调节溶液的pH值为8~9,加入Fmoc芴 甲氧羰酰琥珀酰亚胺(Fmoc-OSu)或芴甲氧羰酰氯(Fmoc-Cl)，维持反应液的pH值为8~9,反 应7~10小时，再经酸化、萃取、结晶，得到芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯;其中，Fmoc芴甲氧 羰酰琥 ? 自酰亚胺(Fmoc-OSu)或荷甲氧羰酰氯(Fmoc-Cl)与 Cu [Glu (OtBu) !^piCu(Glu-OtBu)X 混合物中氨基的摩尔比为1~5:10。
[0025]本发明的有益效果：
[0026] 本发明提供一种简易的芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯，的制备方法。该方法步骤 短，成本低，生产时效高，易于工业化大量生产。该方法省去常规生产中的第一步谷氨酸5位 酯保护和水解或者氢解脱保护过程，选择性的直接制得1位目标产物，省略掉繁琐的中间纯 化步骤，是一种更优更快、效率高的芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯的制备方法
【具体实施方式】
[0027] 本发明提供一种谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0028] (1)将谷氨酸(Glu)制得谷氨酸-5-叔丁酯(Glu(OtBu))和谷氨酸-1-叔丁酯(Glu- OtBu)混合物；
[0029] (2)将谷氨酸-5-叔丁酯(Glu(OtBu))和谷氨酸-1-叔丁酯(Glu-OtBu)混合物与过 渡金属M的盐混合，得到虮6111(0丨811)]4圓(6111-0丨811\的混合物，其中，1^^彡2;
[0030] (3)步骤(2)所得混合物再与保护试剂反应，选择性反应得到谷氨酸-1-叔丁酯的 衍生物;保护试剂为 FmocOSu、Fmoc-Cl、（Boc)2〇、CbzOSu 或 Cbz-Cl;
[0031] 所述选择性反应过程为：
[0032]调节M[Glu(0tBu)]x和M(Glu-OtBu)J^混合物溶液的pH值为8~9,加入保护试剂， 维持反应液的pH值为8~9,反应7~10小时，再经酸化、萃取、结晶，得到谷氨酸-1-叔丁酯衍 生物;其中，保护试剂与虮6111((^11)]4圓(6111-(^11)^混合物中氨基的摩尔比为1~5:10。 [0033]加入保护试剂时，可以先加入一定量的四氢呋喃等有机溶剂助溶，使得不溶于水 的保护试剂能溶解在混合体系中，有利于反应得进行。
[0034]此处酸化的目的是，经过酸化使得羧基钠盐变成游离的羧基，才能更好的溶于萃 取剂，有利于后续萃取。
[0035] 本发明中，加入二价螯合金属后，Glu，Glu(0tBu) ,Glu-OtBu均可以形成金属螯合 物，但是Glu-OtBu形成的螯合物稳定性差，容易和保护试剂发生反应，生成目标产物;Glu (OtBu)形成的螯合物更稳定，与保护试剂反应的量很少，且Fmoc-Glu(OtBu)在后面结晶过 程可以除掉;Glu在该反应体系下溶解性差，与保护试剂反应的也很少，后面萃取过程可以 用碱水洗掉;从而通过选择性反应得到本发明的目标产物。当然，这里保护试剂不宜过量， 如果保护试剂过量，前面所有的反应都有可能发生。
[0036] 进一步，步骤1中，所述将Glu制得Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物的采用下述方法 一:具体步骤为:将Glu与醋酸叔丁酯混合，在高氯酸的催化作用下进行转酯反应，得到Glu (0tBu)2，Glu(0tBu)和Glu-OtBu的混合物，再经中和，调节pH=8~9，Glu(0tBu)2分配在醋酸 叔丁酯相，Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物分配到水相，取水相混合物待下一步骤使用;其中， Glu、醋酸叔丁酯与高氯酸的物质的量比为1:5~20:1.2~2;
[0037] Glu + icri-buiy!acciate R:H(:1() ^ Giu(OtBu)2+Glu(OtBu)+Glu-OlBu,其合成 路线如下：
[0038]
[0039] 所述Glu与醋酸叔丁酯反应时的温度为15~20°C，反应时间为36~48小时。
[0040] 步骤1中，所述将Glu制得Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物的采用下述方法二：
[0041]将Glu悬浮在二氯甲烷中，通入异丁烯，在无水对甲苯磺酸的催化作用下进行加成 反应，得到Glu (OtBu )2、Glu (OtBu)和Glu-OtBu的混合物，调节pH值为8~9, Glu (OtBu )2分配 在醋酸叔丁酯相，Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物分配到水相，取水相混合物待下一步反应； 其中，Glu、异丁烯与无水对甲苯磺酸的物质的量比为1:3~10:1.2~2。
[0042]
[0043J 其合成路线如下：
[0044]
[0045] 所述Glu与异丁烯反应时的温度为-10~-5°C，反应时间为48~72小时。
[0046] 步骤2中，所述过渡金属M的盐选自〇11、？6、〇3、]\111、211、0、附、0(1或取的硫酸盐、硝酸 盐或氯化盐;优选为CuSO4、Cu (NO3) 2、CuCl 2或CU2 (OH) 2〇)3;更优选为CuSO4。在本发明中，所述 过渡金属M的盐含结晶水也可以使用。
[0047] 步骤2中，所述Glu(OtBu)和Glu-OtBu混合物与过渡金属盐按照摩尔比为1~2:1的 比例混合，制得 M[Glu(0tBu)]x 和 M(Glu-OtBu)Jg合物。
[0048] 其中，步骤3中，所述保护试剂不特别限定，只要含有能与氨基发生反应的基团的 保护剂都行。
[0049] 优选的，所述保护试剂芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺、芴甲氧羰酰氯，二碳酸二叔丁酯或 苯甲氧羰酰琥珀酰亚胺、苯甲氧羰酰氯。本发明中，所述保护试剂为为芴甲氧羰酰琥珀酰亚 胺(Fmoc-OSu)或荷甲氧羰酰氯(Fmoc-Cl)时，反应得到Fmoc-Glu-OtBu，与（Boc)2〇(二碳酸 二叔丁酯）反应制得Boc-Glu-OtBu，与CbzOSu(苯甲氧羰酰琥?自酰亚胺)反应制得Cbz-Glu-OtBu 0
[0050] 当保护试剂为荷甲氧羰酰琥?白酰亚胺(Fmoc-OSu)或苯甲氧碳酰氯(Fmoc-Cl)时， 所述选择性反应过程为：
[0051 ] M[Glu(0tBu) ]x和M(Glu-OtBu)J^混合物，调节溶液的pH值为8~9，加入Fmoc基团 的保护试剂，维持反应液的PH值为8~9,反应7~10小时，再经酸化、萃取、结晶，过滤和干燥 得到荷甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯；其中，Fmoc基团的保护试剂与Cu[Glu(0tBu) ]x，和Cu (Glu-OtBu)x混合物中氨基的摩尔比为1~5:10;其合成路线如下：
[0052]
[0054] 本发明中的物质名称解释表如表1所示。[0055] 表 1
[0053] LUUb/」 本友明以卜买施例通迓锏盐中的CiT
对Glu(OtBu)螯合，封闭Cu LGIu (OtBu)」XN尔 法氨基，选择性的让Cu(Glu-〇tBu )x与Fmoc基团的保护试剂反应，制得Fmoc-Glu-OtBu。大大 简化了工艺路线，降低了成本，适用于大规模生产;本发明通过设置独特的工艺路线，在特 有的工艺条件下制备芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯，收率高，产品质量也得到大大提高。
[0058] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
[0059] 实施例1芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯的制备
[0060] 具体包括以下步骤：
[0061] (1)将谷氨酸(Glu)制得谷氨酸-5-叔丁酯(Glu(OtBu))和谷氨酸-1-叔丁酯(Glu-OtBu)混合物:在2000mL三口瓶中加入581g醋酸叔丁酯和147g谷氨酸，搅拌，滴加 IOOmL高氯 酸，在20°C下反应48小时，降温至0°C，再加入600mL水，用Na2CO3中和至pH=8~9，分液，再用 IOOmL I^Na2CO3水溶液洗三次，合并水相，用石油醚200ml萃取三次；
[0062] (2)步骤（1)得到的水相转入2L三口瓶，再加入187.5g CuS〇4 · 5H20,搅拌，用碳酸 钠调节pH为8~9。加入四氢呋喃100mL，加入Fmoc-OSu 33 · 7g，维持pH为8~9，反应8小时，制 得粗产品芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯;再将该粗品用HCl酸化，用乙酸乙酯萃取，减压浓缩 结晶，过滤，烘干，制得36g芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯。
[0063] 通过HPLC对产品芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯进行分析，芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔 丁酯的纯度为99.1%，旋光度为-9.4(c = l，in HAc)，熔点为109.5~110.6,异构体含量为 0.03%〇
[0064] 实施例2芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯的制备 [0065]具体包括以下步骤：
[0066] (1)将谷氨酸(Glu)制得谷氨酸-5-叔丁酯(Glu(OtBu))和谷氨酸-1-叔丁酯(Glu- OtBu)混合物:在3000mL三口瓶中加入1162g醋酸叔丁酯和147g谷氨酸，搅拌，滴加130mL高 氯酸，在15°C下反应30小时，降温至0°C，再加入600mL水，用Na2CO3中和至pH=8~9，分液，再 用IOOmL 1 % Na2CO3水溶液洗三次，合并水相，石油醚200ml萃取三次；
[0067] (2)步骤（1)得到的水相转入2L三口瓶，再加入93.75g CuS〇4 · 5H20,搅拌，用碳酸 钠调节pH为8~9。加入四氢呋喃100ml，Fmoc-〇Su 67.4g，维持pH为8~9,反应8小时，制得粗 产品芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯；再将该粗品用HCl酸化，用乙酸乙酯萃取，减压浓缩结 晶，过滤，烘干，制得67g芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯。
[0068]通过HPLC对产品芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯进行分析，芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔 丁酯的纯度为99.79 %，旋光度为-10.2 (c = I，in HAc )，熔点为110.5~111.4，异构体含量 为 0.14%〇
[0069] 实施例3芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯的制备
[0070] 具体包括以下步骤：
[0071] (1)将谷氨酸(Glu)制得谷氨酸-5-叔丁酯(Glu(OtBu))和谷氨酸-1-叔丁酯(Glu- OtBu)混合物:在3000mL三口瓶中加入二氯甲烷2L，和147g谷氨酸，搅拌，加入200g无水对甲 苯磺酸，维持-10~-5摄氏度，通入异丁烯168g，反应48小时，再加入600mL水，用Na2CO3中和 至pH=8~9，分液，再用IOOmL 1 % Na2CO3水溶液洗三次，合并水相，石油醚200ml萃取三次； [0072] (2)步骤（1)得到的水相转入2L三口瓶，再加入120g CuS〇4 · 5H20,搅拌，用碳酸钠 调节pH为8~9，加入四氢呋喃100ml ,Fmoc-OSu，50 · 5g维持pH为8~9，反应8小时，制得粗产 品芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯；再将该粗品用HCl酸化，用乙酸乙酯萃取，减压浓缩结晶， 过滤，烘干，制得51g芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯。
[0073]通过HPLC对产品芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔丁酯进行分析，芴甲氧羰酰谷氨酸-1-叔 丁酯的纯度为99.9 %，旋光度为-I I (c = I，in HAc )，熔点为110.3~111.7，异构体含量为 0.08%〇
【主权项】
1. 谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将谷氨酸制得谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯混合物； (2) 将谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯混合物与过渡金属Μ的盐混合，得到M[Glu (OtBu) ] 4PM (G1 u-OtBu)屬混合物，其中，1 彡 X 彡 2; (3) 步骤(2)所得混合物再与保护试剂反应，选择性反应得到谷氨酸-1-叔丁酯的衍生 物;所述选择性反应过程为： 调节M[Glu(0tBu)]x和M(Glu-〇tBu)J^混合物溶液的pH值为8~9,加入保护试剂，维持 溶液的pH值为8~9，反应7~10小时，再经酸化、萃取、结晶、过滤和干燥，得到谷氨酸-1 -叔 丁酯衍生物； 其中，保护试剂与虮6111((^11)]4圓(6111-(^11)^混合物中氨基的摩尔比为1~5:10。2. 根据权利要求1所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，步骤（1)中， 所述将谷氨酸制得谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯混合物的采用下述方法一： 步骤为:将谷氨酸与醋酸叔丁酯混合，在高氯酸的催化作用下进行转酯反应，得到谷氨 酸双叔丁酯，谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯的混合物，再调节pH值为8~9,谷氨酸双 叔丁酯分配在醋酸叔丁酯相，谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯混合物分配到水相；其 中，谷氨酸、醋酸叔丁酯与高氯酸的物质的量比为1:5~20:1.2~2。3. 根据权利要求2所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，所述谷氨酸 与醋酸叔丁酯反应时的温度为15~20°C，反应时间为36~48小时。4. 根据权利要求1所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，步骤（1)中， 所述将谷氨酸制得谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯混合物采用下述方法二： 将谷氨酸悬浮在二氯甲烷中，通入异丁烯，在无水对甲苯磺酸的催化作用下进行加成 反应，得到谷氨酸双叔丁酯，谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯的混合物，再调节pH值为 8~9,谷氨酸双叔丁酯分配在醋酸叔丁酯相，谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯混合物 分配到水相;其中，谷氨酸、异丁烯与无水对甲苯磺酸的物质的量比为1:3~10:1.2~2;所 述谷氨酸与异丁烯反应时的温度为-10~_5°C，反应时间为48~72小时。5. 根据权利要求1~4任一项所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，步 骤(2)中，所述过渡金属Μ的盐选自〇11、？6、〇3、]\111、211、0、附、0(1或取的硫酸盐、硝酸盐或氯化 盐。6. 根据权利要求5所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，所述过渡金 属 Μ 的盐选自 CuS〇4、Cu(N03)2、CuC12 或 Cu2(OH)2C〇3。7. 根据权利要求6所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，所述过渡金 属盐Μ为CuS〇4。8. 根据权利要求1~7任一项所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，步 骤(2)中，所述谷氨酸-5-叔丁酯和谷氨酸-1-叔丁酯混合物与过渡金属Μ的盐按照摩尔比为 1 ~2:1 的比例混合，制得 M[Glu(0tBu)]4PM(Glu-0tBu)J^g合物。9. 根据权利要求1~8任一项所述谷氨酸-1-叔丁酯衍生物的制备方法，其特征在于，步 骤(3)中，所述保护试剂为芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺、芴甲氧羰酰氯，二碳酸二叔丁酯、苯甲氧 羰酰琥珀酰亚胺或苯甲氧羰酰氯。
【文档编号】C07C271/22GK106008271SQ201610370118
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】付若彬, 郑征, 杨再宽, 王震
【申请人】成都郑源生化科技有限公司