一种α-甲基-α,α-二取代-α-氨基酸及其衍生物的制备方法

专利名称：一种α-甲基-α,α-二取代-α-氨基酸及其衍生物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种a-甲基-a,a-二取代-a-氨基酸及其衍生物的制备 方法，特别是涉及一种a-甲基-oc,a-二取代-(x-氨基酸及其衍生物的有机
合成方法。
背景技术：
非天然氨基酸是非蛋白基因编码的氨基酸，在基因组学、蛋白质 组学等前沿生物技术研究中有重要的应用。例如，a-非天然氨基酸在 蛋白质、核苷和核酸的研究中得到了广泛应用它们能限制多肽构象 的灵活性、提供具有稳定二级结构的脱氧核糖核酸或核糖核酸分子、 增强多肽对酶的稳定性以及提高药代动力学和生物活性；p-非天然氨 基酸是p-内酰胺的前体和很多潜在酶抑制剂的关键成分，具有相当有 趣的药理活性。(3-非天然氨基酸在组合化合物库的构建和药物研究中 已经成为越来越重要的合成模块。此外，将非天然氨基酸掺入蛋白序 列是合成生物学设计新蛋白的一个策略。这种策略对研究天然蛋白质 的折叠和功能有重要作用。现在已有大约超过30种非天然氨基酸被 人工插入到生物体合成的天然蛋白质中。
同时，非天然氨基酸在以重组蛋白质为主的基因工程药物，如重 组细胞因子、蛋白质激素、重组血浆蛋白、重组溶血栓药物、可溶性 受体、治疗性抗体、重组药用动植物蛋白等以及预防或治疗用疫苗、 核酸药物、小分子多肽药物等生物药物和疫苗方面有重要的应用。非 天然氨基酸自身可以是重要的药物，它们也是很多巿售药物的重要结 构单元。目前，世界上最著名的医药公司，都在研究含有非天然氨基 酸骨架的多肽类药物，这些药物多用于抗菌、消炎、抗惊厥、抑制细
5胞生长和抗肿瘤等方面。很多药物已经进入临床研究阶段。对于制药 公司而言，在新药的研发过程中，已经没有人敢忽视非天然氨基酸的 作用。
a,a-二取代-a-氨基酸，特别是a-甲基-a，a-二取代-a-氨基酸
(AMAAS)是一类非常重要的非天然氨基酸。a-甲基-a，a-二取代-a-氨
基酸对含有其残基的多肽的空间结构有异乎寻常的影响，因而降低了 多肽对酶和化学水解的活性。同时，a-甲基-a，a-二取代-a-氨基酸自身
也可以做为酶抑制剂；在天然产物的全合成中也被广泛用做起始的模 块构建单元。因此，如何高效地合成光学纯的a-甲基-a,a-二取代-a-
氨基酸已经成为了放在合成化学家面前的重要课题。
近二十年来已经发展了多种方法来合成光学纯的a-甲基-a,a-二 取代-a-氨基酸，其中对等同于手性的丙氨酸烯醇盐的a-烷基化是最直 接有效的合成方法。双内酰亚胺醚(Schdllkopf,U,^7取化C/^m.，/"A 五d.1987, 26, 480)、噁唑烷酮和咪唑啉酮(Seebach, D. i/e/v.
1987, 70, 1104)、 二苯基嗪酮(Williams， R. M. J爿附.Soc. 1991， /"， 8796)、 二酮哌嗪(Nishiyama， K. Owww". 1996, 1875;
Bemabe， M. 1994， 50, 12443)、 P秦酉同(N勾era, C. T^ra/^Aow..
y^;;附附e/0; 1998， 9, 2223; C/ze附"/脱￡d1997， 36， 995)、
吡嗪(Ndjera, C. T^ra/ze^o": j矽附m^7 1998， 9， 221 l)等是一些具有 代表性的环状手性模板分子。这些分子在用碱拔氢后烯醇化再与亲电 试剂反应，可以得到具有较高非对映选择性的产物。这些产物通过后 续的水解反应可以得到光学纯度较高的a-甲基-a,(x-二取代-a-氨基酸。 以上合成光学纯的a-甲基-a,a-二取代-a-氨基酸的方法中，普遍存 在以下几个问题l)环状的手性模板分子的合成步骤较长，需要使用 一些不大常见的试剂，这一方面增加了合成的成本，另一方面也使规 模生产的可能性微乎其微；2)双内酰亚胺醚、噁唑烷酮和咪唑啉酮、 二苯基嗪酮等环状的手性模板分子的烯醇化反应通常都要在很低的温度下使用强碱(例如正丁基锂、二异丙基胺基锂或六甲基二硅基胺 锂)来进行；而对于二酮哌嗪、嗪酮和吡嗪等环状手性模板分子的烯 醇化来说，虽然不需要使用上述的强碱，但是需要使用手性的相转移 催化剂或Pd等贵金属催化剂来实现a-烷基化。3)使用上述的环状手性 模板分子来合成a-甲基-a,(x-二取代-a-氨基酸时，有些时候得到的产物 的光学纯度较低。
上述的这些问题使得人们无法使用环状手性模板分子来大量制 备光学纯的a-甲基-a，a-二取代-a-氨基酸。因而发展原料简单易得、 合成方法温和易行、产物光学纯度较高且易于放大的制备方法显得尤 其重要。

发明内容
本发明的目的是提供一种a-甲基-a，(x-二取代-a-氨基酸及其衍生 物的制备新方法。
一种a-甲基-a，a-二取代-a-氨基酸及其衍生物的制备方法，其包括
如下步骤
a) 合成S1/R1:
L-脯氨酸/D-脯氨酸和邻氯苄氯的CrC3醇溶液在碱性环境、 40-6(TC下反应完全，调节反应体系pH为5 6，加二氯曱烷静置后过 滤，合并滤液旋干后用丙酮或甲基叔丁基酮结晶，得白色固体S1/R1;
b) 合成S2/R2:
S1/R1的二氯甲烷溶液与三氯化磷和2-氨基二苯甲酮在冰洛条件 下反应，反应体系缓慢升温到40-60°C,待反应完全后，旋干溶剂， 粗产物用丙酮或甲基叔丁基酮重结晶，得白色固体S2/R2;
c) 合成S3/R3:
S2/R2、 L-丙氨酸/D-丙氨酸和六水硝酸镍的甲醇溶液在碱性环境 下于50 60。C充分反应后冷却至室温，用醋酸或盐酸调节pH值为4-6， 加水稀释后抽滤，滤渣用d-C3醇重结晶得红色固体S3/R3;
7d) 合成S4/R4:
S3/R3和重蒸四氢呋喃在惰性气体保护条件下与碘化钠、氢化钠 和R、/I^X于0 1(TC反应完全，加冰淬灭反应，醋酸或盐酸中和至 pH值为4-6,用二氯甲烷萃取反应体系，合并有机相，用无水硫酸镁 干燥过夜，过滤，收集滤液，旋干，用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶柱层 析得红色固体S4/R4;
e) 合成S5/R5:
S4/R4的甲醇溶液与盐酸充分反应，冷却至室温，旋干，加入浓 氨水，用二氯甲烷萃取反应体系，合并有机相，旋干后用乙酸乙酯为 淋洗剂、硅胶柱层析得S5/R5;
f) 合成S6/R6:
S5/R5的丙酮-水溶液与无水碳酸钠和Fmoc-Osu室温反应完全， 用浓盐酸中和至pH值为2-4，用乙酸乙酯萃取反应体系，合并有机 相用无水硫酸钠干燥过夜，过滤，收集滤液浓缩后用为乙酸乙酯淋洗 剂，硅胶柱层析得S6/R6，即(5)-a-甲基-a，a-二取代-(x-氨基酸及其衍 生物/(i )-a-甲基-a,a-二取代-a-氨基酸及其衍生物；
其中所述^X/^X为含碳数为CrC9的取代或未取代的直链或支 链脂肪族或含芳香环的卤代烃。
本发明的制备方法，其中优选采用薄层层析技术确定原料反应完全。
本发明的制备方法，其中所述RiX/^X优选为烯丙基、5-戊烯基、 8-辛烯基或节基的卣代烃中的任意一种。
本发明制备(5)-a-甲基-a，a-二取代-a-氨基酸及其衍生物时，优选 的过程为 a) Sl的合成
用CrC3醇加热至40-6(TC,加入3当量氢氧化钾，溶解完全 ， 加入溶解1当量L-脯氨酸。此后再加入1.2当量邻氯节氯，搅拌均匀后，薄层层析表明原料脯氨酸反应完全。用6N盐酸溶液或硫酸溶
液调节反应体系pH为5-6,加二氯甲烷静置4h之后过滤，滤饼用二 氯甲烷洗涤，合并滤液旋干。得到的粗产物用丙酮或甲基叔丁基酮结 晶，析出白色固体S1。收率为85-98%。
b) S2的合成
将l当量S1溶于二氯甲烷，冰浴降温到0-5。C，缓慢加入l当量 三氯化磷和1当量2-氨基二苯甲酮。将反应体系缓慢升温到40-60 °C，薄层层析表明2-氨基二苯甲酮反应完全后，旋干溶剂，粗产物用 丙酮或甲基叔丁基酮重结晶，得到白色固体S2。收率为55-75%。
c) S3的合成
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的三口瓶中加入1当量 S2， 2当量L-丙氨酸和2当量六水硝酸镍及甲醇，搅拌得绿色溶液， 滴加8当量氢氧化钾的甲醇溶液，于50-60°C反应2-4h后冷却至室温， 用醋酸或盐酸调节pH值为4-6,加水稀释后抽滤，滤渣用d-C3醇重 结晶得红色固体S3。产率为70-95%。
d) S4的合成
向三口瓶中加入l当量S3，重蒸四氢^^喃，将反应体系冰洛冷 却至o-5r,搅拌，氩气保护下加入l当量碘化钠和3当量氢化钠， 搅拌1小时后，于0。C滴加2.5当量R&r， 0-10。C反应5小时，薄层 层析表明原料反应完全，加冰淬灭反应，醋酸或盐酸中和至pH值为 4-6,用二氯甲烷萃取反应体系，合并有机相，用无水硫酸镁干燥过 夜。过滤，收集滤液，旋干，用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶柱层析得红 色固体S4。产率为55-80%。
e) S5的合成
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的三口瓶中加入3N盐酸 及甲醇，搅拌下升温至40-60。C,滴加l当量S4的甲醇溶液，加完后 于5(TC反应lh。冷却至室温，旋干，加入浓氨水，用二氯甲烷萃取反应体系，合并有机相，旋干后用乙酸乙酯为淋洗剂、硅胶柱层析得
55。 产率为65-70%。 f) S6的合成
向单口瓶中加入l当量S5，水和丙酮按l:l力口入，加入3当量无 水碳酸钠和1.05当量Fmoc-Osu，室温反应12h后，用浓盐酸酸化至 pH值为2-4，用乙酸乙酯萃取反应体系，合并有机相用无水硫酸钠干 燥过夜。过滤，收集滤液浓缩后用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶柱层析得
56。 产率为40-70%。 所述反应式如下
<formula>formula see original document page 10</formula>
而制备(i )-a-甲基-a,a-二取代-a-氨基酸时，优选的过程为 a) Rl的合成
用d-C3醇加热至40-60。C，加入3当量氢氧化钾，溶解完全后，加 入溶解l当量D-脯氨酸。此后再加入1.2当量邻氯节氯，搅拌均匀后， 薄层层析表明原料脯氨酸反应完全。用6N盐酸溶液或硫酸溶液调节 反应体系pH为5-6，加二氯甲烷静置4h之后过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤，合并滤液旋干。得到的粗产物用丙酮或甲基叔丁基酮结晶，析出
白色固体R1。收率为90-98%。
b) R2的合成
将1当量R1溶于二氯甲烷，冰洛降温到0-5。C，缓慢加入l当量三 氯化磷和l当量2-氨基二苯甲酮。将反应体系缓慢升温到40-60 。C， 薄层层析表明2-氨基二苯甲酮反应完全后，旋干溶剂，粗产物用丙酮 或甲基叔丁基酮重结晶，得到白色固体R2。收率为50-72%。
c) R3的合成
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的三口瓶中加入l当量 R2， 2当量D-丙氨酸和2当量六水硝酸镍及甲醇，搅拌得绿色溶液， 滴加8当量氢氧化钾的甲醇溶液，于50-60。C反应2-4h后冷却至室温， 用醋酸或盐酸调节pH值为4-6，加水稀释后抽滤，滤渣用CpC3醇重结 晶得红色固体R3。产率为80-95%。
d) R4的合成
向三口瓶中加入1当量R3，重蒸四氢吹喃，将反应体系冰洛冷却 至0-5。C，搅拌，氩气保护下加入1当量碘化钠和3当量氢化钠，搅拌l 小时后，于0。C滴加2.5当量I^Br, 0-10。C反应5小时，薄层层析表明原 料反应完全，加冰淬灭反应，醋酸或盐酸中和至pH值为4-6，用二氯 甲烷萃取反应体系，合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜。过滤，收 集滤液，旋干，用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶柱层析得红色固体R4。 产率为60-83%。
e) R5的合成
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的三口瓶中加入3N盐酸 及甲醇，搅拌下升温至40-6(TC,滴加1当量R4的甲醇溶液，加完后于 50。C反应lh。冷却至室温，旋干，加入浓氨水，用二氯甲烷萃取反应 体系，合并有机相，旋干后用乙酸乙酯为淋洗剂、硅胶柱层析得R5。 产率为62-77%。f) R6的合成
向单口瓶中加入1当量R5，水和丙酮按l:l加入，加入3当量无水 碳酸钠和1.05当量Fmoc-Osu,室温反应12h后，用浓盐酸酸化至pH值 为2-4,用乙酸乙酯萃取反应体系，合并有机相用无水硫酸钠干燥过 夜。过滤，收集滤液浓缩后用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶柱层析得R6。 产率为45-75%。
所述反应式如下:
R4
本发明得到的目标产物经分离提纯后，六步反应的产率为
15-50%。所得化合物经过核磁共振谱氢^H NMR)、质谱(MS)和旋光
分析确定，结构无误。
所采用的原料比较便宜，容易购买。
如上所述，上述技术方案具有如下优点通过与此前的合成a-甲基-oi，a-二取代-a-氨基酸及其衍生物的制备方法相比，本发明最大的 优点在于能够从价廉易得的原料出发、经过六步常见的有机化学的方
12法得到光学活性非常高的a-甲基-a，a-二取代-(x-氨基酸及其衍生物。由
于本发明中涉及的反应条件均比较温和，易于操作和放大，因此本发 明为工业生产cc-甲基-a,(x-二取代-(x-氨基酸及其衍生物奠定了一定的基础。
具体实施例方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 实施例1:(》-a-烯丙基-Fmoc-丙氨酸的合成(R ^烯丙基)
1. 合成Sl
将700mL异丙醇加热到55'C,加入145.9克氢氧化钾，待溶解完全 之后，加入100克L-脯氨酸。完全溶解后加入167.5克邻氯节氯。搅拌 均勻后薄层层析表明L-脯氨酸已经反应完全。用6N盐酸调节体系pH 到5-6,加入二氯甲烷静置4h之后过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤，收集 滤液旋干后用丙酮结晶。析出白色固体185.37克Sl,收率为89%。 核磁共振氢谱& NMR (CD3OD)， 5: 2.08-2.80 (m， 4 H，)； 3.48 (m， 1 H); 3.77 (m， 1 H，)； 4.20 (m， 1 H); 4,67， 4.51 (AB, /= 13,1 Hz， 2 H，); 7.66-8.00 (m， 3 H)。
2. 合成S2
将31.0克Sl溶于270mL二氯甲烷，冰浴，体系降温到(TC后缓慢 加入27.0克三氯化磷和25.6克2-氨基二苯甲酮。缓慢升温到40。C， 反应两小时后，薄层层析表明2-氨基二苯甲酮反应完全，旋干溶剂。 加丙酮重结晶，析出白色固体30.3克S2，收率56%。核磁共振氢谱& 丽R (CD3OD) 5: 1.73 (m, 1 H); 2,04 (m, 1 H); 2.33 (m， 1 H); 2.57 (m， 1 H); 3.50 (m, 1 H); 3.77 (m， 1 H); 4.55 (m, 1 H); 4.59， 4.53 (AB, 17.0 Hz，2H); 7.50-8.11 (m， 12 H)。
3. 合成S3
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的500mL三口瓶中加入30.30克S2， 11.93克L-丙氨酸，38.97克六水硝酸镍及160mL甲醇，搅 拌得绿色溶液，滴加29.90克氢氧化钾的80mL甲醇溶液，反应体系于 50-60。C搅拌3小时后冷却至室温，用醋酸调节pH^6，加入200mL水 稀释，抽滤，滤渣用甲醇重结晶得红色固体29.39克S3，产率为81%。 核磁共振氢谱&画R (CD3OD) S: 1.61 (d， /= 7.0 Hz， 3 H); 2.09 (m,
1 H); 2.29 (m, 1 H); 2.63 (m， 1 H); 2.75 (m， 1 H); 3.43 (m, 1 H); 3.59-3.77 (m， 2 H); 3.94 (q, /= 7,0 H, 1 H z); 4.32, 4.35 (AB, 12.5Hz:
2 H); 6.65 (m， 2 H); 6.92 (m, 1 H); 7.17 (m, 1 H); 7.32-7.57 (m， 5 H); 7.82 (m， 1 H); 8.00 (m, 1 H); 8.84 (s， 1 H)。
4. 合成S4
向250mL三口瓶中依次加入16.35克S3，重蒸四氢呋喃100mL,将 反应体系置于冰洛中，冷至O'C后，在氩气保护下加入4.5克碘化钠3.6 克60%氢化钠，搅拌1小时候，于0。C滴加9.08克烯丙基溴，在0-10。C 反应5小时。薄层层析表明原料反应完全后，加冰淬灭反应，用醋酸 中和，二氯甲烷萃取(50mLx5),合并有机相，用无水硫酸镁干燥过
夜。过滤，收集滤液，旋干后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅 胶剂柱层析得红色固体9.46克S4，产率为48%。 & NMR (CDC13): 1.12 ( s， 3H); 2.09 (m, 2H); 2.36 (ddt， J = 14.2， 7.6， 1.4 Hz， 1H); 2.44 (ddt， J = 14.2， 6.9, 1.4 Hz, 1H); 2.50 (m, 2H); 2.54 (m， 1H); 3.24 (m， 1H); 3.51 (m,lH), 3.52 and 4.18 (AB， J = 12.7 Hz， 2H); 5.16 (d， J = 17.0 Hz， 1H); 5.31 (d, J = 10.3 Hz， 1H); 6.42 (m， 1H); 6.61 (m, 3H); 7.13 (m， 2H); 7.19-7.61 (m， 6H); 8.02 (d, J = 8.8 Hz, 1H); 8.68 (d, J = 2.2 Hz， 1H)。
5. 合成S5
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的100mL三口瓶中依次 加入19mL3N盐酸及19mL甲醇，搅拌下升温至7(TC，滴加3.50克 S4的8mL甲醇溶液，加完后于7(TC反应lh，冷却至室温，将反应 体系旋干，加入24mL浓氨水，用二氯甲烷萃取，合并有机相，旋干
14后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶剂柱层析得0.54克S5, 产率为70%, HRMS: Found 130.08658， required for (M + H) + : 130.08680。 [a]2D0=-25.7 (c 0.8, MeOH)。
6.合成S6
向50mL单口瓶中加入1.60克S5，体积比为1:1的丙酮-水溶液 27mL。加入3.24克无水碳酸钠和3.59克Fmoc-Osu,得乳白色悬浊 液。室温下搅拌12小时后用盐酸酸化至pH为3,用乙酸乙酯萃取 (50mLx3)，合并有机相用无水硫酸钠干燥过夜。过滤，收集滤液， 旋干后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶剂柱层析得S6，即 (5)-a-烯丙基-Fmoc-丙氨酸1.74克，产率为40%, HRMS: Found
351.14706， required for (M+H)十，351.14725。 [a]2D。=-27.8 (c 0.8， MeOH)。
实施例2:(及)-a-(5-戊烯基)-Fmoc-丙氨酸的合成(R、5-戊烯基)
1. 合成Rl
将350mL异丙醇加热到55t:，加入73克氢氧化钾，待溶解完全之 后，加入50克D-脯氨酸。完全溶解后加入84克邻氯节氯。搅拌均匀后 薄层层析表明L-脯氨酸已经反应完全。用6N盐酸调节体系pH到5-6， 加入二氯甲垸静置4h之后过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤，收集滤液旋干 后用丙酮结晶。析出白色固体78.1克Rl，收率为75%。核磁共振氢 谱&丽R (CD3OD), 5: 2.08-2.80 (m, 4 H,); 3.48 (m， 1 H); 3.77 (m, 1 H); 4.20 (m， 1 H); 4.67, 4.51 (AB， 《/= 13.1 Hz， 2 H,); 7.66-8.00 (m, 3 H)。
2. 合成R2
将46.5克Rl溶于400mL二氯甲烷，冰洛，体系降温到(TC后缓慢 加入40.5克三氯化磷和38.4克2-氨基二苯甲酮。缓慢升温到40。C,反应两小时后，薄层层析表明2-氨基二苯甲酮反应完全，旋干溶剂。
加丙酮重结晶，析出白色固体64.9克R2，收率80%。核磁共振氢谱^ 丽R (CD3OD) S: 1.73 (m， 1 H); 2.04 (m, 1 H); 2,33 (m， 1 H); 2.57 (m, 1 H); 3.50 (m, 1 H); 3.77 (m， 1 H); 4.55 (m, 1 H); 4.59, 4,53 (AB， /= 17.0 Hz,2H); 7.50-8.11 (m， 12 H)。
3. 合成R3
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的1L三口瓶中加入60.6克 R2， 23.86克D-丙氨酸，77.94克六水硝酸镍及320mL甲醇，搅拌得绿 色溶液，滴加59.8克氢氧化钾的160mL甲醇溶液，反应体系于50-6(TC 搅拌3小时后冷却至室温，用醋酸调节pH = 6,加入400mL水稀释， 抽滤，滤渣用甲醇重结晶得红色固体50.80克R3，产率为70%。核磁 共振氢谱!H丽R (CD3OD) S: 1.61 (d， /= 7.0 Hz， 3 H); 2.09 (m, 1 H); 2.29 (m, 1 H); 2.63 (m， 1 H); 2.75 (m， 1 H); 3.43 (m， 1 H); 3,59-3.77 (m， 2 H); 3.94 (q， 《/= 7.0 H， 1 H z); 4.32， 4.35 (AB， /= 12.5Hz, 2 H); 6.65 (m， 2 H); 6.92 (m, 1 H); 7.17 (m， 1 H); 7.32-7.57 (m, 5 H); 7.82 (m, 1 H); 8.00 (m， 1 H); 8.84 (s, 1 H)。
4. 合成R4
向250mL三口瓶中依次加入21，23克R3，重蒸四氢吹喃150mL， 将反应体系置于冰洛中，冷至(TC后，在氩气保护下加入5.83克碘化 钠4.66克60%氢化钠，搅拌l小时候，于0。C滴加14.53克5-溴-l-戊烯， 在0-l(TC反应5小时。薄层层析表明原料反应完全后，加冰淬灭反应， 用醋酸中和，二氯甲烷萃取(50mLx8),合并有机相，用无水硫酸镁 干燥过夜。过滤，收集滤液，旋干后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗 剂，硅胶剂柱层析得红色固体14.32克R4，产率为60%。 & NMR (CDC13): 1.12 (s， 3H); 2.09 (m, 2H); 2.36 (ddt， 2J = 14.2Hz, 3J = 7.6 Hz， J = 1.4 Hz， 1H); 2.44 (ddt， J = 14,2， 6.9， 1.4 Hz， 1H); 2.50 (m, 2H); 2.54 (m, 1H); 3.24 (m， 1H); 3.51 (m，lH)， 3.52 and 4.18 (AB, J = 12.7 Hz，2H); 5.16 (d， J = 17.0 Hz， 1H); 5.31 (d， J = 10.3 Hz， 1H); 6.42 (m， 1H); 6.61 (m, 3H); 7.13 (m, 2H); 7.19-7.61 (m, 6H); 8.02 (d， J = 8.8 Hz， 1H); 8.68 (d， J = 2.2 Hz, 1H)。
5. 合成R5
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的250mL三口瓶中依次 加入48mL3N盐酸及48mL甲醇，搅拌下升温至70'C,滴加8.75克 R4的20mL甲醇溶液，加完后于70'C反应lh，冷却至室温，将反应 体系旋干，加入60mL浓氨水，用二氯甲烷萃取，合并有机相，旋干 后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶剂柱层析得1.45克R5， 产率为65%, HRMS: Found 157.11028， required for (M+H)+, 157.11036。 [a]2D0=-10.9 (c 0.83, MeOH)。
6. 合成R6
向100mL单口瓶中加入4.0克R5，体积比为1:1的丙酮-水溶液 68mL。加入8.09克无水碳酸钠和9.78克Fmoc-Osu，得乳白色悬浊 液。室温下搅拌12小时后用盐酸酸化至pH为3，用乙酸乙酯萃取 (100mLx3)，合并有机相用无水硫酸钠干燥过夜。过滤，收集滤液， 旋干后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶剂柱层析得R6，即 (7 )-a-(5-戊烯基)-Fmoc-丙氨酸4.83克，产率为50%， HRMS: Found 379.17836， required for (M+H)+， 379.17859。 [a]2D0=-12.5 (c 0.83, MeOH)。
实施例3: (S)-a-苄基-Fmoc-丙氨酸的合成(R^苄基)
本实施例中S1、 S2和S3的合成同实施例1。 1.合成S4
向100mL三口瓶中依次加入6.54克S3，重蒸四氢^^喃40mL,将反 应体系置于冰洛中，冷至(TC后，在氩气保护下加入1.8克碘化钠0.87
17克氢化钠，搅拌1小时后，于(TC滴加5.12克节溴，在0-10。C反应5小时。 薄层层析表明原料反应完全后，加冰淬灭反应，用醋酸中和，二氯甲 烷萃取(50mLx3)，合并有机相，用无水硫酸镁千燥过夜。过滤，收 集滤液，旋干后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶剂柱层析得 红色固体3.96克S4，产率为52%。 &NMR(CDC13): 1.0 (s, 3H); 1.65 (m, 1H); 1.88 (m, 1H); 2.09 (m, 1H); 2.22 (m, 2H); 3.0 (m， 3H); 3.30 (dd， J = 9.5， 7.5 Hz， 1H); 3.70 and 4,22 (AB， J = 12.7 Hz， 2H); 6.56 (m， 2H); 7.02 (m， 2H); 7.18-7.57 (m， 12H); 8.00 (dd， J = 8.6, 1.2 Hz, 1H); 8.18 (dd J = 7.8， 1.6 Hz， 1H). 2.合成S5
向带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的100mL三口瓶中依次 加入30mL3N盐酸及30mL甲醇，搅拌下升温至7(TC,滴力口 6.0克 S4的12mL甲醇溶液，加完后于7(TC反应lh，冷却至室温，将反应 体系旋干，加入36mL浓氨水，用二氯甲烷萃取，合并有机相，旋干 后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶剂柱层析得0.93克S5， 产率为66%。 HRMS: Found 179.09463， r叫uired for (M+H)+， 179.09421 。 [a]2D0=8.5 (c 0.86， MeOH)。
3.合成S6
向50mL单口瓶中加入1.2克S5，体积比为1:1的丙酮-水溶液 21mL。加入2.13克无水碳酸钠和2.36克Fmoc-Osu，得乳白色悬浊 液。室温下搅拌12小时后用盐酸酸化至pH为3，用乙酸乙酯萃取 (50mLx3)，合并有机相用无水硫酸钠干燥过夜。过滤，收集滤液， 旋干后得到的粗产物用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶剂柱层析得S6，即 (5)-a-节基-Fmoc-丙氨酸1.08克，产率为40%, HRMS: Found
401.16271， required for (M+H)+， 401.16246。 [a]2D°=9.7 (c 0.86 MeOH)。由以上实施例可以看出，本发明实施例通过釆用脯氨酸、邻氯苄 氯、三氯化磷、2-氨基二苯甲酮、丙氨酸、六水硝酸镍、重蒸四氢呋
喃、碘化钠、氢化和Fmoc-Osu等为合成原料，甲醇、乙醇、丙酮、
醋酸、二氯甲烷、无水硫酸镁、乙酸乙酯等为溶剂或助剂，所用原料 均巿售易得，且合成方法温和易行、不需特殊催化剂与苛刻的反应条 件，所述产物光学纯度较高，制备方法易于放大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种α-甲基-α，α-二取代-α-氨基酸及其衍生物的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤a)合成S1/R1L-脯氨酸/D-脯氨酸和邻氯苄氯的C1-C3醇溶液在碱性环境、40-60℃下反应完全，调节反应体系pH为5～6，加二氯甲烷静置后过滤，合并滤液旋干后用丙酮或甲基叔丁基酮结晶，得白色固体S1/R1；b)合成S2/R2S1/R1的二氯甲烷溶液与三氯化磷和2-氨基二苯甲酮在冰浴条件下反应，反应体系缓慢升温到40-60℃，待反应完全后旋干溶剂，粗产物用丙酮或甲基叔丁基酮重结晶，得白色固体S2/R2；c)合成S3/R3S2/R2、L-丙氨酸/D-丙氨酸和六水硝酸镍的甲醇溶液在碱性环境下于50～60℃充分反应后冷却至室温，用醋酸或盐酸调节pH值为4-6，加水稀释后抽滤，滤渣用C1-C3醇重结晶得红色固体S3/R3；d)合成S4/R4S3/R3的重蒸四氢呋喃溶液在惰性气体保护条件下与碘化钠、氢化钠和R1X/R2X于0～10℃反应完全，加冰淬灭反应，醋酸或盐酸中和至pH值为4-6，用二氯甲烷萃取反应体系，合并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜，过滤，收集滤液，旋干，用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶柱层析得红色固体S4/R4；e)合成S5/R5S4/R4的甲醇溶液与盐酸充分反应，冷却至室温，旋干，加入浓氨水，用二氯甲烷萃取反应体系，合并有机相，旋干后用乙酸乙酯为淋洗剂、硅胶柱层析得S5/R5；f)合成S6/R6S5/R5的丙酮-水溶液与无水碳酸钠和Fmoc-Osu室温反应完全，用浓盐酸中和至pH值为2-4，用乙酸乙酯萃取反应体系，合并有机相用无水硫酸钠干燥过夜，过滤，收集滤液浓缩后用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶柱层析得S6/R6，即(S)-α-甲基-α，α-二取代-α-氨基酸及其衍生物/(R)-α-甲基-α，α-二取代-α-氨基酸及其衍生物；其中所述R1X/R2X为含碳数为C1-C9的取代或未取代的直链或支链脂肪族或含芳香环的卤代烃。
2、 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，釆用薄层层析 技术确定原料反应完全。
3、 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述WX/^X 为烯丙基、5-戊烯基、8-辛烯基或苄基的卤代烃中的任意一种。
4、 如权利要求l所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)为 d-C3醇加热至40-60。C,加入3当量氢氧化钾，溶解完全后，加入l 当量L-脯氨酸/D-脯氨酸，完全溶解后再加入1.2当量邻氯苄氯，搅 拌均匀，使原料脯氨酸反应完全后，用盐酸或硫酸溶液调节反应体系 pH为5 6,加二氯甲烷静置4h之后过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤，合 并滤液旋干，得到的粗产物用丙酮或甲基叔丁基酮结晶，析出白色固 体S1/R1。
5、 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)为 将1当量S1/R1溶于二氯甲烷，冰浴降温到0-5°C,缓慢加入1当量 三氯化磷和1当量2-氨基二苯甲酮，将反应体系缓慢升温到40-60 °C，使2-氨基二苯甲酮反应完全后，旋干溶剂，粗产物用丙酮或甲基 叔丁基酮重结晶，得到白色固体S2/R2。
6、 如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)为 向三口瓶中加入l当量S2/R2,2当量L-丙氨酸/D-丙氨酸和2当量六 水硝酸镍及甲醇，搅拌得绿色溶液，滴加8当量氢氧化钾的甲醇溶液， 于50-6(TC反应2-4h后冷却至室温，用醋酸或盐酸调节pH值为4-6， 加水稀释后抽滤，滤渣用d-C3醇重结晶得红色固体S3/R3。
7、 如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d)为 向三口瓶中加入1当量S3/R3，重蒸四氢吹喃，将反应体系冰洛冷却 至0-5匸，搅拌，氩气保护下加入1当量碘化钠和3当量氢化钠，搅 拌后，于O"C滴加2.5当量RiX/I^X， O-l(TC反应完全，加冰淬灭反 应，醋酸或盐酸中和至pH值为4-6，用二氯甲烷萃取反应体系，合 并有机相，用无水硫酸镁干燥过夜，过滤，收集滤液，旋干，用乙酸 乙酯为淋洗剂，硅胶柱层析得红色固体S4/R4。
8、 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤e)为 向三口瓶中加入3N盐酸及甲醇，搅拌下升温至40-60°C,滴加1当 量S4/R4的甲醇溶液，加完后反应lh,冷却至室温，旋干，加入浓 氨水，用二氯甲烷萃取反应体系，合并有机相，旋干后用乙酸乙酯为 淋洗剂、硅胶柱层析得S5/R5。
9、 如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤f)为 向单口瓶中加入l当量S5/R5和体积比为1:1的丙酮-水溶液，加入3 当量无水碳酸钠和1.05当量Fmoc-Osu,室温反应12h后，用浓盐酸 酸化至pH值为2-4，用乙酸乙酯萃取反应体系，合并有机相用无水 硫酸钠干燥过夜，过滤，收集滤液浓缩后用乙酸乙酯为淋洗剂，硅胶 柱层析得S6/R6，即05)-01-甲基-01，01-二取代-01-氨基酸及其衍生物/(^)-01-甲基-a，a-二取代-a-氨基酸及其衍生物。
10、 如权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述 三口瓶为带有温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的三口瓶。
全文摘要
本发明公开了一种α-甲基-α，α-二取代-α-氨基酸及其衍生物的制备方法，其包括如下步骤a)合成S1/R1脯氨酸和邻氯苄氯反应；b)合成S2/R2S1/R1的二氯甲烷溶液与三氯化磷和2-氨基二苯甲酮反应；c)合成S3/R3S2/R2、丙氨酸和六水硝酸镍反应；d)合成S4/R4S3/R3的重蒸四氢呋喃溶液与碘化钠、氢化钠和R¹X/R²X反应；e)合成S5/R5S4/R4的甲醇溶液与盐酸和浓氨水反应；f)合成S6/R6S5/R5与无水碳酸钠和Fmoc-Osu反应。本发明从价廉易得的原料出发、经过六步常见的有机化学的方法得到光学活性非常高的α-甲基-α，α-二取代-α-氨基酸及其衍生物。本发明反应条件温和，易于操作和放大。
文档编号C07C271/00GK101565390SQ20091008571
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者刘迎春, 鹏 张, 峰 许, 源 高 申请人:北京欧凯纳斯科技有限公司