专利名称：N-β-丙氨酰-(τ-甲基)组氨酸的合成方法
技术领域：
本发明涉及N-3-丙氨酰-(T-甲基)组氨酸的合成方法。
背景技术：
肌肽(carnosine)是由3 -丙氨酸和L_组氨酸构成的二肽(3 -Ala-His-OH)它 广泛存在于机体的各器官组织，特别在肌肉、脑和眼晶状体中可高达20mmol/L。肌肽的类 似物(carnosinerelated compounds，CRCs)，如 N_ 0 -丙氨酰-(t -甲基)组氨酸、鹅肌肽 (anserine)、乙酰肌肽(acetylcarnosine)和同型肌肽(homocarnosine)等，它们可相互转 变以适应生理需要。肌肽及肌肽类似物是继S0D和维生素E后又一系列被发现的天然非酶 促自由基清除剂和抗氧化剂，它们与铜、锌结合所形成的复合物可与S0D作用等同，肌肽及 其类似物能够抑制由金属离子、血红蛋白、酯酶和活性氧催化的脂肪氧化，不影响食品的质 地，可以作为天然抗氧化剂应用于食品中。另外，N- 0 -丙氨酰-(T -甲基)组氨酸、肌肽及 其他肌肽类似物都能对DNA双链起到保护作用，使其免于被氧化破环，在这方面，N- 0 -丙 氨酰-(t-甲基)组氨酸的效果是最好的。当需要对组氨酸的T位进行甲基化时，因为氢原子会在T位和Ji位之间迁移， 用常规方法常常会发生n位的甲基化。现有关于N-0-丙氨酰-(T-甲基)组氨酸的文 献仅有有机化学杂志(J0C，1964，1968-1970)所载一篇。
发明内容
本发明的目的是提供一种N-0 _丙氨酰_( T _甲基)组氨酸的合成方法，主要解 决为解决常规方法对组氨酸的T位进行甲基化时，常常会发生位的甲基化的技术问题。一种N-0 _丙氨酰_( T _甲基)组氨酸的合成方法，合成步骤如下(1)L-组氨酸(III)与甲醇在氯化亚砜存在下反应生成L-组氨酸甲酯盐酸盐 (IV)，L-组氨酸甲酯盐酸盐(IV)再与羰基二咪唑在溶剂N，N-二甲基甲酰胺中反应生成 L-组氨酸甲酯环化物(V)。(2)L_组氨酸甲酯环化物(V)与甲基化试剂反应生成L-组氨酸甲酯环化物的季胺 盐(VI)，L_组氨酸甲酯环化物的季胺盐(VI)经盐酸水解，得到L_( X -甲基)组氨酸(VII)。 甲基化试剂选择碘甲烷、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯，甲基化试剂与L-组氨酸甲酯环化物(V) 的摩尔比为1 1至1 4 ；盐酸为lm0l/L-6m0l/L的盐酸。(3)再将L_( T -甲基)组氨酸(VII)甲酯化得到L_( T -甲基)组氨酸甲酯盐酸 盐(VIII)，L-(t-甲基)组氨酸甲酯盐酸盐(VIII)与以苄氧羰基保护的丙氨酸(II) 在偶联试剂作用下生成Z-0-Ala-HiS(T-Me)-OMe(IX)。偶联试剂为N-甲基吗啡啉，氯 甲酸乙酯，N, N-二异丙基乙胺，二环己基碳二亚胺，卡特缩合剂中的一种以上，N-苄氧羰 基丙氨酸(II)与偶联试剂的摩尔比为1 1至1 3。(4)在 Z-0-Ala-His( T-Me)-OMe(IX)中加入水解试剂得到 Z-3 -Ala-His(X-Me)_0H(X)。
(5)在Z-0 -Ala-His( T -Me)-OH(X)中加入氢化试剂脱除苄氧羰基，得最终产物 3 -Ala-His(x -Me)-OH(XI)，即N-3 -丙氨酰-(t -甲基)组氨酸(XI)。水解试剂为lmol/ L-4mol/L的氢氧化钠水溶液；氢化试剂采用钯/碳加氢气进行催化氢化脱除苄氧羰基，其 中氢化催化剂为5% -10%钯/碳的甲醇、四氢呋喃或二氧六环溶液。本发明的合成路线如下制备苄氧羰基保护的0 -丙氨酸，其结构式如II所示，具体反应式如下 制备L_( t _甲基)组氨酸甲酯盐酸盐，其结构式如VII所示，具体反应式如下
制备N- 3 -丙氨酰-(t -甲基)组氨酸，其结构式如XI所示，具体反应式如下 本发明的有益效果是采取先将Ji位与His的游离氨基通过CDI提供的羰基进行 环化，再对T位进行甲基化的工艺，防止了副反应氢原子从T位迁移至位的发生。
具体实施例方式以下对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1 (1) N-苄氧羰基_ 3 _丙氨酸的制备 在烧杯中加入750ml水，3 -丙氨酸150克(1. 685mol)，碳酸氢钠212克 (2. 527mol)及苯甲氧羰酰琥珀酰亚胺440克，用2mol/L的氢氧化钠溶液控制pH值在8到9 之间，反应完毕后用乙醚萃取杂质，弃去乙醚相。水相用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无 水硫酸钠干燥后，蒸去大部分乙酸乙酯，冷冻过夜，过滤得208克白色晶体，收率55. 3%。
(2)组氨酸甲酯盐酸盐的制备10L三口瓶中加入6. 5L无水甲醇，加入L-组氨酸620克(4mol)，滴加氯化亚砜 855ml (12mol)，反应完成后直接转入20L干净容器中，加入5L乙醚，滤出940克白色晶体， 收率97%。(3)L-组氨酸甲酯环化物的制备在三口瓶中加入DMF 8L，组氨酸甲酯盐酸盐484克(2mol)，及羰基二咪唑324克 (2mol)，反应完成后用二氯甲烷萃取、无水硫酸钠干燥，并蒸去二氯甲烷，加入少量乙腈结 晶得到浅黄色晶体148克，收率38%。(4)L-组氨酸甲酯环化物的季胺盐在三口瓶中加入2220ml乙腈，L_组氨酸甲酯环化物148克(0. 759mol)，及碘甲烷 108克(0. 759mol)，室温反应完毕后滤出白色晶体200克，收率59%。(5)L-( T _甲基)组氨酸的制备在三口瓶中加入873ml lmol/L盐酸，87. 3克(0. 259mol)L_组氨酸甲酯环化物的 季胺盐，反应完毕蒸去溶剂后析出黄色固体，烘干得到50克黄色固体，收率79%。(6)L-(t-甲基)组氨酸甲酯盐酸盐的制备L_( t -甲基)组氨酸50克(0. 207mol)悬浮于420ml无水甲醇中，滴加氯化亚砜 44ml (0. 621mol)，反应完毕后蒸去少量甲醇，加入乙醚后析出大量固体，得白色晶体38. 8 克，收率73%。(7) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OMe 的制备N-苄氧羰基_ 3 _丙氨酸30. 7克(0. 1378mol)溶于600ml 二氯甲烷中，加入三乙 胺21ml (0. 1516mol)，滴入氯甲酸乙酯13ml (0. 1378mol)及L-(t-甲基)组氨酸甲酯盐酸 盐38.8克(0. 1516mol)的二氯甲烷溶液，反应完毕后分别用水、5 %柠檬酸溶液、饱和食盐 水洗涤两次，然后加入无水硫酸钠干燥，蒸去二氯甲烷后加乙醚析出大量白色固体，得42. 9 克，收率80. 3%。(8) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OH 的制备Z-^ -Ala-His( x -Me)-OMe 42. 9 克(0. llmol)溶于 220ml 甲醇中，滴入 lmol/L 的 氢氧化钠溶液，反应完毕用稀硫酸调节PH = 5，蒸去全部溶剂，并滤去盐。(9) 3 -Ala-His ( x -Me) -0H 的制备在上步所得Z- 0 -Ala-His ( x -Me) -OH中加入5%的钯/碳甲醇溶液，通入氢气反 应过夜，反应完毕，滤去钯/碳，蒸去全部溶剂，析出灰白色固体22克，HPLC 99. 48%, [M+] =227. 2，收率:83%0实施例2(1)N-苄氧羰基_丙氨酸的制备在烧杯中加入750ml水，3 -丙氨酸150克(1. 685mol)，碳酸氢钠212克 (2. 527mol)及苯甲氧羰酰琥珀酰亚胺440克，用2mol/L的氢氧化钠溶液控制pH值在8到9 之间，反应完毕后用乙醚萃取杂质，弃去乙醚相。水相用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无 水硫酸钠干燥后，蒸去大部分乙酸乙酯，冷冻过夜，过滤得208克白色晶体，收率55. 3%。(2)组氨酸甲酯盐酸盐的制备10L三口瓶中加入6. 5L无水甲醇，加入L-组氨酸620克(4mol)，滴加氯化亚砜
7855ml (12mol)，反应完成后直接转入20L干净容器中，加入5L乙醚，滤出940克白色晶体， 收率97%。(3)L-组氨酸甲酯环化物的制备在三口瓶中加入DMF 8L，组氨酸甲酯盐酸盐484克(2mol)，及羰基二咪唑324克 (2mol)，反应完成后用二氯甲烷萃取、无水硫酸钠干燥，并蒸去二氯甲烷，加入少量乙腈结 晶得到浅黄色晶体148克，收率38%。(4) L-组氨酸甲酯环化物的季胺盐在三口瓶中加入2220ml乙腈，L_组氨酸甲酯环化物148克(0. 759mol)，及硫酸二 甲酯191克(1. 518mol)，室温反应完毕后滤出白色晶体220克，收率65%。(5)L-( T _甲基)组氨酸的制备在三口瓶中加入430ml 3mol/L盐酸，87. 3克(0. 259mol)L_组氨酸甲酯环化物的 季胺盐，反应完毕蒸去溶剂后析出黄色固体，烘干得到53克黄色固体，收率84%。(6)L-( t -甲基)组氨酸甲酯盐酸盐的制备L-( t -甲基)组氨酸50克(0. 207mol)悬浮于420ml无水甲醇中，滴加氯化亚砜 44ml (0. 621mol)，反应完毕后蒸去少量甲醇，加入乙醚后析出大量固体，得白色晶体38. 8 克，收率73%。(7) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OMe 的制备N-苄氧羰基-0 -丙氨酸30. 7克(0. 1378mol)溶于600ml 二氯甲烷中，加入二环 己基碳二亚胺56. 7g(0. 2756mol)及L-(t-甲基)组氨酸甲酯盐酸盐38. 8克(0. 1516mol) 的二氯甲烷溶液，反应完毕后分别用水、5%柠檬酸溶液、饱和食盐水洗涤两次，然后加入无 水硫酸钠干燥，蒸去二氯甲烷后加乙醚析出大量白色固体，得40克，收率74.8%。(8) Z- 3 -Ala-His ( x -Me) -OH 的制备Z-^ -Ala-His( x -Me)-OMe 42. 9 克(0. llmol)溶于 220ml 甲醇中，滴入 2mol/L 的 氢氧化钠溶液，反应完毕用稀硫酸调节PH = 5，蒸去全部溶剂，并滤去盐。(9) 3 -Ala-His ( x -Me) -OH 的制备在上步所得Z-0 -Ala-His( t -Me)-0H中加入7%的钯/碳四氢呋喃溶液，通入氢 气反应过夜，反应完毕，滤去钯/碳，蒸去全部溶剂，析出灰白色固体23克，HPLC 99. 6%, [M+] = 227. 4，收率:87%0实施例3(1)N-苄氧羰基_丙氨酸的制备在烧杯中加入750ml水，3 -丙氨酸150克(1. 685mol)，碳酸氢钠212克 (2. 527mol)及苯甲氧羰酰琥珀酰亚胺440克，用2mol/L的氢氧化钠溶液控制pH值在8到9 之间，反应完毕后用乙醚萃取杂质，弃去乙醚相。水相用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无 水硫酸钠干燥后，蒸去大部分乙酸乙酯，冷冻过夜，过滤得208克白色晶体，收率55. 3%。(2)组氨酸甲酯盐酸盐的制备10L三口瓶中加入6. 5L无水甲醇，加入L-组氨酸620克(4mol)，滴加氯化亚砜 855ml (12mol)，反应完成后直接转入20L干净容器中，加入5L乙醚，滤出940克白色晶体， 收率97%。(3)L-组氨酸甲酯环化物的制备
在三口瓶中加入DMF 8L，组氨酸甲酯盐酸盐484克(2mol)，及羰基二咪唑324克 (2mol)，反应完成后用二氯甲烷萃取、无水硫酸钠干燥，并蒸去二氯甲烷，加入少量乙腈结 晶得到浅黄色晶体148克，收率38%。(4) L-组氨酸甲酯环化物的季胺盐在三口瓶中加入2220ml乙腈，L-组氨酸甲酯环化物148克(0. 759mol)，及碳酸二 甲酯273克(3. 036mol)，室温反应完毕后滤出白色晶体210克，收率56%。(5)L-( τ -甲基)组氨酸的制备在三口瓶中加入150ml 6mol/L盐酸，87. 3克(0. 259mol)L-组氨酸甲酯环化物的 季胺盐，反应完毕蒸去溶剂后析出黄色固体，烘干得到55克黄色固体，收率86. 9%。(6)L-( τ -甲基)组氨酸甲酯盐酸盐的制备L_( τ -甲基)组氨酸50克(0. 207mol)悬浮于420ml无水甲醇中，滴加氯化亚砜 44ml (0. 621mol)，反应完毕后蒸去少量甲醇，加入乙醚后析出大量固体，得白色晶体38. 8 克，收率73%。(7) Z- β -Ala-His ( τ -Me) -OMe 的制备N-苄氧羰基_ β _丙氨酸30. 7克(0. 1378mol)溶于600ml 二氯甲烷中，加入三乙 胺21ml(0. 1516mol)，滴入卡特缩合剂183g(0. 4134mol)及L-(t-甲基)组氨酸甲酯盐酸 盐38.8克(0. 1516mol)的二氯甲烷溶液，反应完毕后分别用水、5 %柠檬酸溶液、饱和食盐 水洗涤两次，然后加入无水硫酸钠干燥，蒸去二氯甲烷后加乙醚析出大量白色固体，得45 克，收率84. 2%。(8) Z- β -Ala-His ( τ -Me) -OH 的制备Z-β -Ala-His ( τ -Me)-OMe 42. 9 克(0. llmol)溶于 220ml 甲醇中，滴入 4mol/L 的 氢氧化钠溶液，反应完毕用稀硫酸调节PH = 5，蒸去全部溶剂，并滤去盐。(9) β -Ala-His ( τ -Me) -OH 的制备在上步所得Z- β -Ala-His ( τ -Me) -OH中加入10 %的钯/碳二氧六环溶液，通入氢 气反应过夜，反应完毕，滤去钯/碳，蒸去全部溶剂，析出灰白色固体20克，HPLC 99. 2%, [M+] = 227. 5，收率:75%0以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
权利要求
一种N β 丙氨酰 (τ 甲基)组氨酸的合成方法，其特征是，合成步骤如下(1)L 组氨酸与甲醇在氯化亚砜存在下反应生成L 组氨酸甲酯盐酸盐，L 组氨酸甲酯盐酸盐再与羰基二咪唑生成L 组氨酸甲酯环化物；(2)L 组氨酸甲酯环化物与甲基化试剂反应生成L 组氨酸甲酯环化物的季胺盐，L 组氨酸甲酯环化物的季胺盐经酸水解，得到L (τ 甲基)组氨酸；(3)再将L (τ 甲基)组氨酸甲酯化得到L (τ 甲基)组氨酸甲酯盐酸盐，L (τ 甲基)组氨酸甲酯盐酸盐与以苄氧羰基保护的β 丙氨酸在偶联试剂作用下生成Z β Ala His(τ Me) OMe；(4)在Z β Ala His(τ Me) OMe中加入水解试剂得到Z β Ala His(τ Me) OH；(5)在Z β Ala His(τ Me) OH中加入氢化试剂催化氢化脱除苄氧羰基，得最终产物β Ala His(τ Me) OH，即N β 丙氨酰 (τ 甲基)组氨酸。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，步骤(2)中的甲基化试剂选自碘甲烷、 硫酸二甲酯、碳酸二甲酯。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，所述甲基化试剂与L-组氨酸甲酯环化 物的摩尔比为1 1至1 4。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，步骤(2)中的盐酸的浓度为lmol/ L-6mol/L。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，步骤⑶中的偶联试剂为N-甲基吗啡 啉，氯甲酸乙酯，N，N-二异丙基乙胺，二环己基碳二亚胺，卡特缩合剂中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，N-苄氧羰基-0-丙氨酸与偶联试剂的 摩尔比为1 1至1 3。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，步骤⑷中的水解试剂为lmol/ L-4mol/L的氢氧化钠水溶液。
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是，步骤(5)中的氢化试剂采用氢气和钯/ 碳催化剂，所述钯/碳催化剂为5% -10%钯碳的甲醇、四氢呋喃或二氧六环溶液。
全文摘要
本发明公开了N-β-丙氨酰-(τ-甲基)组氨酸的合成方法，解决了常规方法对组氨酸的τ位进行甲基化时，常常会发生π位的甲基化的技术问题。本发明以L-组氨酸与甲醇在氯化亚砜作用下生成L-组氨酸甲酯盐酸盐，再与羰基二咪唑反应生成L-组氨酸甲酯环化物，其与甲基化试剂反应生成L-组氨酸甲酯环化物的季胺盐，季胺盐经酸水解，得到L-(τ-甲基)组氨酸，再甲酯化得到L-(τ-甲基)组氨酸甲酯盐酸盐，然后与以苄氧羰基保护的β-丙氨酸偶联得到Z-β-Ala-His(τ-Me)-OMe，经水解甲酯，再氢化脱苄氧羰基保护，得最终产物N-β-丙氨酰-(τ-甲基)组氨酸。本发明所述合成方法防止了副反应氢原子从τ位迁移至π位的发生。
文档编号C07D233/64GK101891686SQ20101023168
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者周志国, 奚文波, 徐红岩, 王卫国 申请人:吉尔生化(上海)有限公司;上海吉尔多肽有限公司