专利名称：新型二肽衍生物和甜味剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及新型二肽衍生物和其盐，包含这些二肽衍生物和其盐作为活性成分的甜味剂，和包含这些甜味剂的增甜产品。
近年来，随着饮食习惯的演变，因过量摄入糖引起的肥胖及相关的各种疾病成为一大问题。因而，人们希望找到能替代糖的低热值甜味剂。目前，天冬甜素为一种在安全性和甜味质量方面均很优秀的流行甜味剂，但这种甜味剂的稳定性较差。近来已发现，对二肽衍生物如天冬甜素的氨基进行烷基化处理可大大增强最终衍生物的甜度，如法国专利2,697,844和2,719,592及日本专利特开平8-503206A所述。但是，这些烷基化二肽衍生物的稳定性仍不能令人满意。
本发明也发现了上述问题。
本发明的目的是提供使用α-烷基-氨基酸组分的新型二肽衍生物和其盐，它们的稳定性和安全性高，易于获得；本发明的另一个目的是提供包含所述二肽衍生物和其盐作为活性成分的低热值甜味剂。
本发明的发明人经过深入研究了各种构成二肽衍生物的N-烷基和α-烷基-氨基酸组分后，解决了上述问题。研究结果表明，下述通式(I)的二肽衍生物为一种对需要甜味的生物如人类来说，在甜度、稳定性和质量方面均优良的甜味剂。基于这些发现，完成了本发明。
本发明包括一种具有下述通式(I)的二肽衍生物和其盐R1-NHC1H((CH2)nCOOH)CONH-C2R2R3-CO2R4(I)其中R1为饱和或不饱和的直链、环或混合(直链和/或环)烃基，或具有芳族取代基的饱和或不饱和烃基，它们均具有1-13个碳原子，优选3，3-二甲基丁基；n为1或2；R2为甲基或乙基，优选甲基；R3为苯基、苄基、对羟基苄基、CH2SC(CH3)3、CH2OC(CH3)3、CH2OCH2C(CH3)3、CH2CH2OC(CH3)3、CH2CONHC(CH3)3或CH2NHCOC(CH3)3，优选苄基或对羟基苄基；和
R4为1-4个碳原子的烷基，优选甲基。
C1-位置的碳的构型优选(S)，而C2-位置的碳的构型优选(S)、(R)或(RS)，更优选(R)或(RS)。
本发明也包括含至少一种上述衍生物和其盐物质作为活性成分的甜味剂，还包括含至少一种该甜味剂的增甜产品如饮料、食品、化妆品等。
本发明的新型二肽衍生物为由上述通式(I)表示并作出定义的化合物。本发明也包含这些化合物的盐。
本发明的化合物的盐包括，例如，碱金属如钠、钾等的盐；碱土金属如钙、镁等的盐；胺如单乙醇胺等的盐；无机酸如盐酸、硫酸等的盐；有机酸如柠檬酸、乙酸等的盐。
本发明的二肽衍生物可以按照常规肽合成方法生产(参见，lzumiya等，Bases and Experiments of Peptide Synthesis，由Maruzen出版，1985，1，20)。即，α-烷基-氨基酸的酯与L-天冬氨酸或谷氨酸进行缩合，其中β-或γ-羧基和氨基被保护，得到一种酰胺，然后选择性地除去形成的酰胺中的N-保护基，再用醛和还原剂(如NaB(OAc)3H)使酰胺进行还原烷基化(参见，A.F.Abdel-Magid等，Tetrahedron Letters，31，5595(1990))，然后除去酰胺中的其余保护基，得到所需的N-烷基-二肽。或者，在如上所述方法中生产的保护的酰胺进行脱保护，以除去在β-或γ-羧基和氨基处的保护基，此后，将如此脱保护的酰胺再用醛和还原剂(如H2/钯-碳)对酰胺进行还原烷基化，得到所需的N-烷基-二肽。但是，在本发明中对生产化合物的方法并不限于这些方法。
本发明的化合物和其盐显示出其甜味较强，而其甜味的质量与糖的质量类似的感官效果。例如，N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯的甜度约为4％蔗糖溶液甜度的5500倍；而N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯的甜度约为4％蔗糖溶液甜度的700倍。
N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯在酸性水溶液(pH3，磷酸盐缓冲溶液，70℃)中的半衰期(相应于50％降解的时间)约为350小时，而N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯在上述酸性水溶液中的半衰期约为347小时。因此，这些化合物比天冬甜素(在相同条件下的半衰期约为24小时)更为稳定，也比法国专利2,697,844和日本专利特开平8-503206A所述的N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-苯基丙氨酸甲酯(在相同条件下的半衰期约为36-55小时)稳定。
当本发明的化合物和其盐用作甜味剂时，它们可与任一种其它甜味剂组合，除非这种组合会损坏本发明的优点。这种盐是安全的，并可成为需要甜味的生物如人类的理想的食用盐。在甜味剂中，它们可与适宜的载体和/或填料混合制备。
在需要甜味或被增甜的产品如饮料、食品、糖果、焙烤食品、口香糖、保健产品、化妆用品、化妆品、药物和兽用产品中，可使用本发明的甜味剂，本发明也包含使用该甜味剂的产品。在生产这些产品时，根据本领域常规用于生产这些产品的现有技术，易于使用本发明的甜味剂。
本发明也提供了一种赋予需要甜度或甜味的产品以甜度或甜味的方法，包括向产品中加入任一种本发明限定的衍生物和其盐的步骤。
实施例下面给出的实施例使本领域的技术人员更清楚地了解并实施本发明。它们不应被认为是对本发明保护范围的限定，仅仅用于说明本发明。
实施例1生产N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯向0.310g(1.35mmol)的α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯盐酸盐中加入10ml二氯甲烷，再向其中加入0.206ml(1.49mmol)的三乙胺和0.437g(1.35mmol)的N-叔丁氧羰基-L-天冬氨酸β-苄酯，同时用冰保持在0℃。然后，向其中加入0.285g(1.49mmol)的水溶性碳化二亚胺盐酸盐和0.201g(1.49mmol)的HOBt。将溶液加热至室温，搅拌过夜。在减压下浓缩反应混合物，向形成的残余物中加入30ml的乙酸乙酯。然后，分离有机层，对其用30ml 5％的柠檬酸水溶液洗涤两次，再用30ml 5％碳酸氢钠水溶液洗涤两次，再用30ml水洗涤一次。经洗涤的有机层用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁。得到的滤液在减压下浓缩，得到0.489g(0.981mmol)的N-叔丁氧羰基-β-O-苄基天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯，为无色油状物。
向0.489g(0.981mmol)的N-叔丁氧羰基-β-O-苄基天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯中加入10ml的4N-盐酸/二氧六环溶液，将溶液在室温下搅拌1小时。在减压下浓缩反应混合物，向得到的残余物中加入30ml 5％碳酸氢钠的水溶液，将其用30ml乙酸乙酯萃取两次。经分离的有机层用饱和盐水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁。减压浓缩形成的滤液，得到0.370g(0.929mmol)的β-O-苄基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯，为无色油状物。
将0.370g(0.929mmol)的β-O-苄基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯悬浮于10ml的四氢呋喃(THF)中，并将溶液保持在0℃。向其中加入0.053ml(0.929mmol)的乙酸、0.117ml(0.929mmol)的3，3-二甲基丁醛和0.295g(1.39mmol)的NaB(OAc)3H，将溶液在0℃下搅拌1小时，然后在室温下过夜。向反应混合物中加入30ml饱和碳酸氢钠的水溶液，用50ml乙酸乙酯对其萃取两次。经分离的有机层用饱和盐水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁。减压浓缩形成的滤液。残余物用PTLC(制备薄层色谱)纯化，得到0.125g(0.259mmol)的N-3，3-二甲基丁基-β-O-苄基天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯，为无色油状物。
将0.125g(0.259mmol)的N-3，3-二甲基丁基-β-O-苄基天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯溶解于20ml甲醇中，向其中再加入0.1g 5％的Pd-碳(含水量为50％)。在此条件下，将该化合物在氢气氛围及室温下还原3小时。过滤除去催化剂，减压浓缩滤液。然后，将残余物干燥，得到0.107g(0.273mmol)的N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-苯基丙氨酸甲酯，为白色固体。
1H-NMR(DMSO-d6)0.85(s，9H)，1.28(s，3H)，1.30-1.40(m，2H)，2.11-2.58(m，4H)，3.13(dd，2H)，3.45(dd，1H)，3.59(s，3H)，7.06-7.31(m，5H)，8.35(s，1H)ESI-MS393.2(MH+)甜度(相对于糖)5500倍稳定性(半衰期)350小时(在pH3，磷酸盐缓冲液，70℃的条件下)实施例2生产N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯向0.698g(2.84mmol)的α-甲基-L-酪氨酸甲酯盐酸盐中加入20ml二氯甲烷，再向其中加入0.434ml(3.12mmol)的三乙胺和0.918g(2.84mmol)的N-叔丁氧羰基-L-天冬氨酸β-苄酯，同时用冰保持在0℃。然后，向其中加入0.599g(3.12mmol)的水溶性碳化二亚胺盐酸盐和0.422g(3.12mmol)的HOBt。将溶液加热至室温，搅拌过夜。在减压下浓缩反应混合物，向形成的残余物中加入50ml的乙酸乙酯。然后，分离有机层，对其用50ml 5％的柠檬酸水溶液洗涤两次，再用50ml 5％碳酸氢钠水溶液洗涤两次，再用50ml水洗涤一次。经洗涤的有机层用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁。得到的滤液在减压下浓缩，将残余物用PTLC纯化，得到0.923g(1.79mmol)的N-叔丁氧羰基-β-O-苄基天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯，为无色油状物。
向0.660g(1.28mmol)的N-叔丁氧羰基-β-O-苄基天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯中加入10ml的4N-盐酸/二氧六环溶液，将溶液在室温下搅拌1小时。在减压下浓缩反应混合物，向得到的残余物中加入50ml 5％碳酸氢钠的水溶液，将其用50ml乙酸乙酯萃取两次。经分离的有机层用饱和盐水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁。减压浓缩形成的滤液，得到0.317g(0.765mmol)的β-O-苄基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯，为无色油状物。
将0.317g(0.765mmol)的β-O-苄基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯悬浮于10ml的THF中，并将溶液保持在0℃。向其中加入0.044ml(0.765mmol)的乙酸、0.096ml(0.765mmol)的3，3-二甲基丁醛和0.243g(1.15mmol)的NaB(OAc)3H，将溶液在0℃下搅拌1小时，然后在室温下过夜。向反应混合物中加入30ml饱和碳酸氢钠的水溶液，用30ml乙酸乙酯对其萃取两次。经分离的有机层用饱和盐水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁。减压浓缩形成的滤液。残余物用PTLC纯化，得到0.109g(0.219mmol)的N-3，3-二甲基丁基-β-O-苄基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯，为无色油状物。
将0.109g(0.219mmol)的N-3，3-二甲基丁基-β-O-苄基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯溶解于20ml甲醇中，向其中再加入0.1g 5％的Pd-碳(含水量为50％)。在此条件下，将该化合物在氢气氛围及室温下还原1小时。过滤除去催化剂，减压浓缩滤液。然后，将残余物干燥，得到0.069g(0.169mol)的N-3，3-二甲基丁基-α-L-天冬氨酰基-α-甲基-L-酪氨酸甲酯，为白色固体。
1H-NMR(DMSO-d6)0.86(s，9H)，1.26(s，3H)，1.30-1.37(m，2H)，2.21-2.57(m，4H)，3.00(dd，2H)，3.45(dd，1H)，3.57(s，3H)，6.66(d，2H)，6.84(d，2H)，8.30(s，1H)ESI-MS409.3(MH+)甜度(相对于糖)700倍稳定性(半衰期)347小时(在pH3，磷酸盐缓冲液，70℃的条件下)
权利要求
1.一种具有下述通式(I)的二肽衍生物和其盐R1-NHC1H((CH2)nCOOH)CONH-C2R2R3-CO2R4(I)其中R1为饱和或不饱和的直链、环或混合烃基，或具有芳族取代基的饱和或不饱和烃基，它们均具有1-13个碳原子；n为1或2；R2为甲基或乙基；R3为苯基、苄基、对羟基苄基、CH2SC(CH3)3、CH2OC(CH3)3、CH2OCH2C(CH3)3、CH2CH2OC(CH3)3、CH2CONHC(CH3)3或CH2NHCOC(CH3)3；和R4为1-4个碳原子的烷基。
2.根据权利要求1的衍生物，其中C1-位置的碳的构型为(S)，而所述通式中C2-位置的碳的构型为(S)、(R)或(RS)。
3.根据权利要求1的衍生物，其中R1为3，3-二甲基丁基，R2为甲基，R3为苄基，R4为甲基，且C2-位置的碳的构型为(S)或(RS)。
4.根据权利要求1的衍生物，其中R1为3，3-二甲基丁基，R2为甲基，R3为对羟基苄基，R4为甲基，且C2-位置的碳的构型为(S)或(RS)。
5.一种甜味剂，其包含至少一种选自权利要求1要求并限定的所述式(I)的衍生物和其盐的物质作为活性成分。
6.一种增甜产品，该产品包含权利要求5的甜味剂。
全文摘要
本发明公开了新型二肽衍生物如N－3,3－二甲基丁基－α－L－天冬氨酰基－α－甲基－L－苯基丙氨酸甲酯和N－3,3－二甲基丁基－α－L－天冬氨酰基－α－甲基－L－酪氨酸甲酯,包含任一种所述衍生物和其盐作为活性成分的甜味剂,该甜味剂为低热值甜味剂,稳定性、安全性和甜度均优良。本发明还公开了包含所述甜味剂的增甜产品。
文档编号C07K5/00GK1199049SQ98109460
公开日1998年11月18日 申请日期1998年3月18日 优先权日1997年3月18日
发明者中村良一郎, 纲野裕右, 竹本正 申请人:味之素株式会社