鄭貴賢

（浙江昂利康制藥有限公司，浙江 嵊州 312400）

D-(-)-苯甘氨酸甲酯是酶法合成頭孢克洛、頭孢氨芐的側(cè)鏈活性酯[1]。苯甘氨酸甲酯上氨基易氧化變質(zhì)、易聚合，穩(wěn)定性較差不利于保存[2]，從而有必要將其氨基進(jìn)行保護(hù)，比如制備成鹽酸鹽形式或硫酸鹽形式。苯甘氨酸甲酯硫酸鹽通常是將苯甘氨酸在硫酸甲醇溶液中進(jìn)行回流而制得[3]，該法反應(yīng)簡單易行，但是生成的苯甘氨酸甲酯硫酸鹽從目前可知方法中都無法從反應(yīng)體系中以固體的形式提取出來，通常是將其制備成水溶液直接用于酶法頭孢克洛[4]、頭孢氨芐[5]的合成中；這就造成其水溶液的雜質(zhì)較多，且無法長期保存的缺點(diǎn)，影響生物酶的使用壽命和實(shí)驗(yàn)中投料配比的計算。而苯甘氨酸甲酯鹽酸鹽則可以以固體的形式存在，更有利于長期保存和酶法合成實(shí)驗(yàn)中投料配比的精確計算，因此在酶法合成頭孢克洛、頭孢氨芐實(shí)驗(yàn)初期，采用苯甘氨酸甲酯鹽酸鹽作為側(cè)鏈活性酯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，更有利于活性生物酶的篩選和投料配比的確定。

目前文獻(xiàn)報道的苯甘氨酸甲酯鹽酸鹽的合成方法主要有四種：一是氨基酸與2,2-二甲氧基丙烷在鹽酸作用下反應(yīng)，得到相應(yīng)的氨基酸甲酯鹽酸鹽[6]；二是氨基酸與氯化氫氣體的甲醇溶液反應(yīng)來制備相應(yīng)的氨基酸甲酯鹽酸鹽[7]；三是氨基酸與氯化三甲基硅烷的甲醇溶液反應(yīng)來制備相應(yīng)的氨基酸甲酯鹽酸鹽[8]；四是氨基酸與氯化亞砜的甲醇溶液反應(yīng)來制備相應(yīng)的氨基酸甲酯鹽酸鹽[9]。第一種方法操作步驟多、總收率不高；第二種方法由于反應(yīng)中生成的等摩爾水難以除去，使得反應(yīng)進(jìn)行不徹底，通常轉(zhuǎn)化率只有93%，析出的產(chǎn)物純度只有96%，而且母液含水量增高無法套用增大溶劑回收壓力；第三種方法原料價格較貴且產(chǎn)生大量副產(chǎn)物三甲基硅醇或三甲基硅醚，影響產(chǎn)物的純化；第四種方法簡便易行。宋霞等曾經(jīng)提出了在0℃以下形成二氯亞砜甲醇溶液再與氨基酸回流反應(yīng)，最后將反應(yīng)物濃縮至干，得到氨基酸甲酯鹽酸鹽[10-11];但是這樣做一方面要維持0℃低溫，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，另一方面產(chǎn)物是直接由反應(yīng)液濃縮干，無法除去化學(xué)反應(yīng)過程中副產(chǎn)物，致使產(chǎn)物純度根本就達(dá)不到要求。

本文就是在第四種方法基礎(chǔ)上深入研究，克服原有報道中的一系列難題，以D-(-)-苯甘氨酸為原料，在氯化亞砜-甲醇溶液中進(jìn)行酯化反應(yīng)，成功合成標(biāo)題化合物。反應(yīng)條件溫和，二氯亞砜-甲醇溶液不需在0℃形成，只要在35℃以下形成即可，甲酯化溫度控制在55℃～60℃，目標(biāo)產(chǎn)物利用強(qiáng)酸置換弱酸的原理直接在反應(yīng)體系中析出，無需再進(jìn)行精制，純度99.5%以上。而且反應(yīng)母液可以直接循環(huán)套用，總收率95%以上。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

X-4數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測定儀 （北京泰克儀器有限公司）；WZZ-ZB自動旋光儀 （上海精密科學(xué)儀器有限公司）；LC-10AT高效液相色譜分析儀（島津）；S212恒速攪拌器（上海申順生物科技有限公司）；W-O恒溫油水浴鍋（上海申順科技有限公司）。

D-(-)-苯甘氨酸（工業(yè)級）;甲醇（工業(yè)級）；氯化亞砜（工業(yè)級）；氫氧化鈉（工業(yè)級）；異丙醇（工業(yè)級）。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

在500 mL四口燒瓶中安裝四氟攪拌漿、0℃～100℃溫度計、回流冷凝管和恒壓滴液漏斗，在冷凝管上方出口處安裝尾氣吸收裝置，將尾氣導(dǎo)入氫氧化鈉溶液中（注意安裝尾氣吸收裝置時必須有防止倒吸裝置）。安裝完畢后向500 mL四口燒瓶中加入160 mL甲醇，攪拌，冷卻下慢慢滴加二氯亞砜 46.4 g（0.39 mol）,此時放熱較多，控制體系溫度在35℃以下。二氯亞砜滴加完畢后，拿下恒壓滴液漏斗，加入D-(-)-苯甘氨酸45.3 g（0.3 mol），用5 mL甲醇沖洗瓶壁，蓋好塞子，設(shè)定油溫65℃～70℃，開始用W-O恒溫油水浴鍋加熱升溫，當(dāng)反應(yīng)體系溫度升到45℃以上時，可以觀察到苯甘氨酸固體快速溶解并有少量二氧化硫氣體冒出，當(dāng)體系溫度提高到52℃以上時二氧化硫氣體冒出速度加快，且反應(yīng)體系中苯甘氨酸固體迅速溶清呈淡黃色的澄清透明液體，物料澄清后20～40 min，體系自動析出白色針狀固體，加快攪拌速度使固體分散開，控制溫度在55℃～60℃回流反應(yīng)2～3 h，此時二氧化硫基本不逸出。反應(yīng)完畢后將物料降溫到常溫，用布氏漏斗過濾抽干，母液洗滌一遍抽干。收集母液待套用(可循環(huán)套用10次以上)，濾餅用異丙醇50 mL洗滌，充分抽干，在70℃以下真空烘干，得到57.5 g（0.285 mol）白色針狀結(jié)晶性粉末，純度99.5%以上，m.p.189 ℃～191℃,=-118°(C=1,H2O)。 與 CAS19883-41-1中熔點(diǎn)、比旋光度要求一致。

2 結(jié)果與討論

二氯亞砜-甲醇溶液無需在0℃以下形成，形成溫度與反應(yīng)沒有直接關(guān)系，從保護(hù)操作人員的角度出發(fā)，保持35℃以下即可。甲酯化反應(yīng)溫度是影響反應(yīng)產(chǎn)率的主要因素，尤其是反應(yīng)溫度一旦升高到65℃產(chǎn)率急劇下降，這與在此溫度條件下反應(yīng)體系中生成的氯化氫氣體大量溢出造成體系的氯化氫濃度不足以使弱酸性的產(chǎn)物充分析出有關(guān)，溫度過低反應(yīng)體系較粘稠，析出的產(chǎn)物結(jié)晶較細(xì)，不利于產(chǎn)品純度的提高，因此溫度最佳范圍在55℃～60℃。在此溫度條件下苯甘氨酸甲酯鹽酸鹽可直接從反應(yīng)體系中析出無需再進(jìn)行精制，純度99.5%以上，而且反應(yīng)母液可以直接循環(huán)套用，總收率95%以上。與現(xiàn)有合成方法相比，該法具有反應(yīng)條件溫和無需深冷等特點(diǎn)，反應(yīng)后處理簡便，反應(yīng)母液可直接循環(huán)套用，產(chǎn)物純度高不需進(jìn)一步提純等優(yōu)點(diǎn)。

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