張桂玲,羅緒強,楊 浩,昌 慶,陳桂梅

(1.貴陽學(xué)院實驗中心,貴州貴陽 550005; 2.貴州師范學(xué)院地理與旅游系,貴州貴陽 550018;3.貴州師范學(xué)院資源環(huán)境與災(zāi)害研究所,貴州貴陽 550018）

鹵代-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽的合成與表征

張桂玲1,羅緒強2,3＊,楊 浩1,昌 慶1,陳桂梅1

(1.貴陽學(xué)院實驗中心,貴州貴陽 550005; 2.貴州師范學(xué)院地理與旅游系,貴州貴陽 550018;3.貴州師范學(xué)院資源環(huán)境與災(zāi)害研究所,貴州貴陽 550018）

以乙酰氨基丙二酸酯和芐鹵為原料,經(jīng)縮合、堿性水解、脫羧和脫乙?；?合成了一組鹵代-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽,利用核磁共振譜(1H NMR)和質(zhì)譜(MS)表征了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),利用元素分析確定了其組成.

乙酰氨基丙二酸酯;鹵代-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽;合成;表征

Abstract:A group of hydrochloride halogenated-D,L-phenylalanine was synthesized from raw materials acetyl malonate and benzyl halidesviacondensation,alkaline hydrolysis,decarboxylation and deacetylation.The structure of the products was characterized by means of nuclear magnetic resonance spectroscopy(1H NMR)and mass spectrometry,and their composition was determined by elemental analysis.

Keywords:acetamido malonate;hydrochloride halogenated-D,L-phenylalanine;synthesis;characterization

鹵代-D,L-苯丙氨酸屬于非天然氨基酸,是很重要的醫(yī)藥中間體,在藥物合成和藥物開發(fā)中具有廣泛的用途[1-5].隨著近二十年來不對稱合成研究理論的日趨成熟,國內(nèi)外對取代苯丙氨酸類化合物不對稱合成的研究非?；钴S.本文作者在查閱文獻資料的基礎(chǔ)上,以芐鹵和乙酰氨基丙二酸酯為原料,經(jīng)縮合、堿性水解、脫羧和脫乙?；姆椒ǖ玫搅他u代苯丙氨基酸鹽酸鹽,并對其反應(yīng)條件進行了探索和優(yōu)化,改進了合成路線,提高了產(chǎn)率[6],最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,MS和元素分析表征.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

J EOL ECX-500超導(dǎo)核磁共振儀(日本電子株式會社),Agilent HP1100液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,Agilent 1100高效液相色譜儀.鄰氯氯芐(GC 99%),間氟氯芐(GC 99%),對溴溴芐(GC 99%),乙酰氨基丙二酸二乙酯(分析純),其余試劑均為分析純.

1.2 合成方法

標(biāo)題化合物的合成路線如圖1所示.

圖1 標(biāo)題化合物的合成路線Fig.1 Synthesis route for the title compounds

1.2.1 化合物2A的制備

在配有冷凝管,溫度計,干燥管的250 mL三口燒瓶中,加入100 mL的無水乙醇,攪拌下分批加入金屬鈉(2.02 g,88 mmol),直到鈉全部溶解.然后加入乙酰氨基丙二酸二乙酯(19.12 g,88 mmol),加熱回流10 min后,依次向溶液中加入 KI(0.146 g,0.88 mmol)和間氟芐氯(13.3 g,92 mmol),回流5 h后 TLC(石油醚/乙酸乙酯 =5/1)檢測反應(yīng)終點.反應(yīng)結(jié)束,將反應(yīng)物倒入50 mL水中,攪拌、靜置冷卻,有白色固體析出,抽濾,濾餅用石油醚重結(jié)晶,得白色粉末25.6 g,產(chǎn)率為89.5%(以乙酰氨基丙二酸二乙酯計).

1.2.2化合物3A的制備

在100 mL純水中依次加入化合物2A 16.25 g(50 mmol),乙醇100 mL,氫氧化鈉4.4 g(110 mmol),在35～40℃條件下攪拌8 h,TLC(石油醚/乙酸乙酯/甲醇 =5/5/2)跟蹤檢測反應(yīng).反應(yīng)完全,濃縮溶劑,殘留物加入50 mL水,然后用乙醚(30 mL×2)萃取除去雜質(zhì),水相在冰浴下用6 mol/L HCl調(diào)節(jié)p H值至 1～2,有白色固體析出,靜置3 h后抽濾,干燥得白色固體化合物3A(11.4 g),產(chǎn)率85%.

1.2.3 化合物4A的制備

將化合物3A(10 g,37.2 mmol)加入到150 mL濃鹽酸中,加熱回流,TLC跟蹤檢測(二氯甲烷/甲醇 =7/2,滴加少量醋酸,Rf=0.4),反應(yīng)8 h后,將反應(yīng)液蒸干,得到固體粗品.在該固體粗品中加入適量的冷乙醇,搗碎,然后抽濾,固體干燥后得到類白色化合物4A 7.0 g,產(chǎn)率82%,含量98%(HPLC 220 nm).1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ:8.55(b,2H,N H2),7.38(dd,1H,Ar),7.18～7.11(m,3H,Ar),4.19(t,1H,CH),3.19(d,2H,CH2);MS-ESI:[M+1]+184.1;Anal.calcd for C9H11NFClO2(%):C 49.22,H 5.05,N 6.38;found C 49.08,H 5.15,N 6.33.

用同樣的方法合成了2-氯苯丙氨酸鹽酸鹽和對溴苯基丙氨酸鹽酸鹽,其結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)如下.2-氯苯丙氨酸鹽酸鹽:1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ:8.65(b,2H,NH2),7.47～7.31(m,4H,Ar),4.05(t,1H,CH),3.27(d,2H,CH2);MS-ESI:[M+1]+200.1/202.1;Anal.calcd for C9H11NCl2O2(%):C 45.79,H 4.70,N 5.93;found C 45.73,H 4.76,N 5.84;對溴苯丙氨酸鹽酸鹽:1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ:8.41(b,2H,N H2),7.53(d,2H,Ar),7.25(d,2H,Ar),4.17(t,1H,CH),3.11(d,2H,CH2);MS-ESI:[M+1]+244.1/246.1;Anal.calcd for C9H11NClBrO2(%):C 38.53,H 3.95,N 4.99;found C 38.56;H 3.97;N 4.92.

2 結(jié)果與討論

鹵芐與乙酰氨基丙二酸酯縮合反應(yīng)時,使反應(yīng)體系處于回流狀態(tài)下,催化劑與反應(yīng)時間對收率的影響見表1～表3(乙醇鈉/乙酰氨基丙二酸酯/芐鹵物質(zhì)的量之比為1/1/1.05,碳酸鉀/乙酰氨基丙二酸酯/芐鹵物質(zhì)的量之比為1.2/1/1.05,催化劑 KI為乙酰氨基丙二酸酯物質(zhì)的量的1%).

表1 間氟氯芐不同反應(yīng)體系,催化劑與反應(yīng)時間對收率的影響Table 1 The influencing factors of different reaction systems,catalytic and the reaction time on yield withm-fluorobenzyl chloride as reaction substrate

表2 鄰氯氯芐不同反應(yīng)體系,催化劑與反應(yīng)時間對收率的影響Table 2 The influencing factors of different reaction systems,catalytic and the reaction time on yield witho-chlorobenzyl chloride as reaction substrate

表3 對溴溴芐不同反應(yīng)體系,催化劑與反應(yīng)時間對收率的影響Table 3 The influencing factors of different reaction systems,catalytic and the reaction time on yield with 4-bromo-1-bromomethy1-benzene as reaction substrate

從表1～表3可以看出,氯芐與乙酰氨基丙二酸酯縮合反應(yīng)時,由于受氯芐活性的影響,不加催化劑KI,反應(yīng)慢,收率低.催化劑 KI對反應(yīng)速度的影響比較大,加入 KI有利于反應(yīng)的進行.同時氯芐和溴芐在參與縮合時,溴芐的活性要好,產(chǎn)率高.對于反應(yīng)條件,選用乙醇鈉-乙醇反應(yīng)體系比較理想.

另外,在縮合反應(yīng)中,采用鹵芐稍微過量,在反應(yīng)后處理及純化中容易除去,收率也比較穩(wěn)定,而如果乙酰氨基丙二酸酯過量,反應(yīng)純化時需要多次重結(jié)晶,相應(yīng)的產(chǎn)率也降低.在水解反應(yīng)中,用濃 HCl直接回流水解化合物2制備化合物4,反應(yīng)時間長,純化比較麻煩,產(chǎn)品顏色較深;而采用先加NaOH將化合物2水解成酸,然后再加熱脫掉羧基和乙酰基的合成路線,盡管反應(yīng)步驟多了,但高溫反應(yīng)時間得以縮短,產(chǎn)品純化方便且純度較高,得到類白色固體產(chǎn)物,收率達82%.

3 結(jié)論

實驗結(jié)果表明,以芐鹵和乙酰氨基丙二酸酯為原料,選用乙醇鈉-乙醇反應(yīng)體系,在 KI催化下縮合,35～40℃堿性水解,然后脫羧和脫乙?；?制得鹵代苯丙氨基酸鹽酸鹽.該合成路線工藝原料易得,條件溫和,操作簡單,高溫反應(yīng)時間短,產(chǎn)品純化方便且純度較高,收率較理想,易于工業(yè)化生產(chǎn).

[1]閆愛新,田桂玲,葉蘊華.非蛋白氨基酸對生物活性多肽的修飾及其構(gòu)效關(guān)系的研究進展[J].有機化學(xué),2000,20(3),299-305.

[2]CODY W L,DOHERTY A M,HE J X,et al.Design of a functional hexapeptide antagonist of endothelin[J].J Med Chem,1992,35(17),3301-3303.

[3]NEUSTADT B,WU A,MITH E M,et al.A case study of combinatorial libraries:Endothelin receptor antagonist hexapeptides[J].Bioorg Med Chem Lett,1995,5(17):2041-2044.

[4]于文勝,梁遠軍,劉克良,等.鹵代苯丙氨酸衍生物的合成與拆分[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報,2002,23(7):1314-1317.

[5]吳廣文,梅付名,李光興,等.L-苯丙氨基酸制備的研究進展[J].湖北化工,2001,18(1):7-9.

[6]WANGLei,ZHANG Zhi Wen,BROCK A,et al.Addition of the keto function group to the genetic code ofEscherichia coli[J].Proc Natl Acad Sci USA,2003,100(1):56-61.

Synthesis and characterization of hydrochloride halogenated-D,L-phenylalanine

ZHANG Gui-ling1,LUO Xu-qiang2,3＊,YANG Hao1,CHANG Qing1,CHEN Gui-mei1

(1.Experimental Center,Guiyang Institute,Guiyang550005,Guizhou,China;
2.Department of Geography and Tourism,Guizhou Normal College,Guiyang550018,Guizhou,China;
3.Institute f or Resources Environment and Disaster,Guizhou Normal College,Guiyang550018,Guizhou,China)

O 621.3

A

1008-1011(2011)02-0041-03

2010-10-08.

貴陽學(xué)院自然科學(xué)基金[200801]、貴州省科學(xué)技術(shù)基金(黔科合J字[2008]2272號,[2010]2027號)和貴州省教育廳自然科學(xué)基金(20090128)聯(lián)合資助.

張桂玲(1978-),女,副教授,博士,研究方向:生物無機化學(xué)和環(huán)境地球化學(xué).＊

,E-mail:xuqiangluo@163.com.