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        末端N-Teoc保護(hù)的氨基酸的合成

        2015-11-24 06:12:25周亮余美平
        浙江化工 2015年5期

        周亮,余美平

        末端N-Teoc保護(hù)的氨基酸的合成

        周亮,余美平

        (杭州阿德萊諾泰制藥技術(shù)有限公司,浙江杭州310018)

        以Teoc為保護(hù)基,對4種氨基酸(Fmoc-Dap-OH、Fmoc-Dab-OH、Fmoc-Orn-OH和Fmoc-Lys-OH)的末端氨基進(jìn)行保護(hù),分別合成了末端氨基Teoc保護(hù)的氨基酸[Fmoc-Dap(Teoc)-OH、Fmoc-Dab(Teoc)-OH、Fmoc-Orn(Teoc)-OH和Fmoc-Lys(Teoc)-OH],其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR、MALDI-TOF-MS及元素分析表征。

        氨基酸;Teoc;合成

        氨基酸在醫(yī)藥、食品工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。近年來在生理、藥理、醫(yī)學(xué)上的研究取得了很大的進(jìn)展,研究氨基酸及其衍生物的合成有著重要的意義[1]。在Fmoc多肽固相合成策略中,賴氨酸(Lys)、鳥氨酸(Orn)、2,3-二氨基丙酸(Dab)和2,4-二氨基丁酸(Dap中的側(cè)鏈氨基由于堿性很強(qiáng),同時具有親核作用,是進(jìn)行化學(xué)修飾的常用位點(diǎn)。因此,需要特殊的保護(hù)基團(tuán),在一定條件下,其保護(hù)基可被選擇性地脫除,而其他保護(hù)基不受影響可以進(jìn)行,一般使用Dde[2]、IvDde[3]、Alloc[4]等進(jìn)行正交保護(hù)。

        但是使用上述保護(hù)基,存在以下不足,當(dāng)用20%的哌啶/DMF脫除Fmoc時,在每次脫除過程中會有少量的Dde保護(hù)基團(tuán)脫落;脫除Dde和IvDde保護(hù)基團(tuán)時,若同時含有烯丙基類保護(hù)基,雙鍵容易被還原;脫除Alloc時,會使用貴金屬四(三苯基膦)鈀,不僅增加成本,金屬殘留還會影響產(chǎn)品質(zhì)量和含量[5]。

        三甲基硅乙氧羰基(Teoc)保護(hù)的側(cè)鏈氨基的Fmoc型氨基酸,克服了上述缺點(diǎn),在三氟乙酸(TFA)、哌啶-DMF和2%肼溶液環(huán)境中非常穩(wěn)定,在接枝、環(huán)化和支鏈被Fmoc(芴甲氧羰基)/ tBu修飾過的固相和液相肽合成中有極大的應(yīng)用價值。研究表明,以Teoc作為保護(hù)基的氨基酸在黃蜂毒素[6]和醋酸地加瑞克[7]的合成中有很好的應(yīng)用。

        本文選取了α-氨基由Fmoc保護(hù)的4種氨基酸(Fmoc-Dap-OH,Fmoc-Dab-OH,Fmoc-Orn-OH和Fmoc-Lys-OH),對其末端氨基進(jìn)行Teoc保護(hù),合成了Fmoc-Dap(Teoc)-OH、Fmoc-Dab(Teoc)-OH、Fmoc-Orn(Teoc)-OH和Fmoc-Lys(Teoc)-OH(Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR、MALDI-TOF-MS和元素分析表征。

        該合成方法未見文獻(xiàn)報道。

        Fmoc-Dap(Teoc)-OH(X=1),Fmoc-Dap(Teoc)-OH(X=2),Fmoc-Orn(Teoc)-OH(X=3),Fmoc-Lys(Teoc)-OH(X=4)

        1 實驗部分

        1.1 儀器與試劑

        Mercury-500型500 MHZ核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));布魯克AUTO FLEX SPEED TOF-TOF型質(zhì)譜儀;VARIOELⅢ型全自動元素分析儀。

        Fmoc-Dap-OH、Fmoc-Dab-OH、Fmoc-Orn-OH、Fmoc-Lys-OH和N-[2-(三甲基硅基)乙氧羰氧基]琥珀酰亞胺(Teoc-OSu),吉爾生化公司;其余所用試劑均為國產(chǎn)分析純。

        1.2 Fmoc-Dap(Teoc)-OH的合成

        稱取3.26 g Fmoc-Dap-OH(1 equiv,10 mmol)和1.06 g Na2COX(1 equiv,10 mmol)加入到50 mL水和50 mL四氫呋喃的混合溶液中溶解,稱取2.85 g Teoc-OSu(1.1 equiv,11 mmol)加入到50 mL四氫呋喃,溶解后滴加上述混合溶液中,室溫反應(yīng)過夜。用檸檬酸調(diào)至pH=2~3,用乙酸乙酯(3×200 mL)萃取,合并有機(jī)相,分別用檸檬酸和氯化鈉飽和溶液洗滌,無水硫酸鈉干燥,旋蒸除溶得淡黃色油狀物,用混合溶劑[V(醋酸乙酯):V(石油醚)=1:3]重結(jié)晶得Fmoc-Dap(Teoc)-OH:類白色固體3.81 g,產(chǎn)率81%;1H NMR(500 MHz, CDCl3):δ 7.7(2H,d,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),7.63~7.55(2H,br m,F(xiàn)moc ArH),7.40(2H,t,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),7.3(2H,t,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),4.50~4.10(6H,br m,H-R,F(xiàn)moc-CH2和-CH,Teoc OCH2),3.78~3.53(2H,br m,H-β),0.98(2H,br m,TeocSi-CH2),0.00(9H,br s,Teoc Si[CH3]3);13C NMR(125 MHz,CDCl3):δ 173.3,158.0,156.6,143.7,143.6,1 41.3(2C),127.8(2C),127.1(2C),125.2(2C),120.0(2C),67.6,64.1,55.1,47.2,42.5,17.8,-1.3(3C);MALDI-TOF-MS m/z:471.19[M+ 1]+;Aanlcaled for C24H30N2O6Si:C,61.27;H,6.42;N,5.94;O,20.41;Si,5.96。

        1.3 Fmoc-Dab(Teoc)-OH的合成

        稱取3.40 g Fmoc-Dab-OH(1 equiv,10 mmol)和1.06 g Na2CO3(1 equiv,10 mmol)加入到50 mL水和55 mL四氫呋喃的混合溶液中溶解,稱取2.85 g Teoc-OSu(1.1 equiv,11 mmol)加入到50 mL四氫呋喃,溶解后滴加上述混合溶液中,室溫反應(yīng)過夜。用檸檬酸調(diào)至pH=2~3,用乙酸乙酯(3× 250 mL)萃取,合并有機(jī)相,分別用檸檬酸和氯化鈉飽和溶液洗滌,無水硫酸鈉干燥,旋蒸除溶得淡黃色油狀物,用混合溶劑[V(醋酸乙酯):V(石油醚)=1:3]重結(jié)晶得Fmoc-Dab(Teoc)-OH:類白色固體4.07 g,產(chǎn)率84%;1H NMR(500 MHz,CDCl3):δ 7.77(2H,d,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),7.64~7.58(2H,br m,F(xiàn)moc ArH),7.41(2H,t,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),7.32(2H,t,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),4.50~4.10(6H,br m,F(xiàn)moc-CH2和-CH,Teoc O-CH2,和H-α),3.55~3.00(2H,br m,H-γ),2.14~1.85(2H,br m,H-β),1.02(2H,br m,Teoc Si-CH2),0.04(9H,br s,Teoc Si[CH3]3);13C NMR(125 MHz,CDCl3):δ 175.2,157.6,156.4,143.8,143.6,141.3(2C),127.7(2C),127.1(2C),125.1(2C),120.0(2C),67.3,63.8,51.5,47.3,37.0,33.4,17.9,-1.2(3C);MALDI-TOFMS m/z:485.20[M+1]+;Aanlcaled for C25H32N2O6Si:C,61.97;H,6.65;N,5.77;O,19.82;Si,5.79。

        1.4 Fmoc-Orn(Teoc)-OH的合成

        稱取3.54 g Fmoc-Dab-OH(1 equiv,10 mmol)和1.06 g Na2CO3(1 equiv,10 mmol)加入到50 mL水和60 mL四氫呋喃的混合溶液中溶解,稱取2.85 g Teoc-OSu(1.1 equiv,11 mmol)加入到50 mL四氫呋喃,溶解后滴加上述混合溶液中,室溫反應(yīng)過夜。用檸檬酸調(diào)至pH=2~3,用乙酸乙酯(3× 250 mL)萃取,合并有機(jī)相,分別用檸檬酸和氯化鈉飽和溶液洗滌,無水硫酸鈉干燥,旋蒸除溶得淡黃色油狀物,用混合溶劑[V(醋酸乙酯):V(石油醚)=1:3]重結(jié)晶得Fmoc-Dab(Teoc)-OH:類白色固體3.99 g,,產(chǎn)率80%;1H NMR(500 MHz,CDCl3):δ 7.75(2H,d,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),7.63~7.50(2H,br m,F(xiàn)moc ArH),7.38(2H,t,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),7.29(2H,t,J=7.3 Hz,F(xiàn)moc ArH),4.53~4.03(6H,br m,F(xiàn)moc-CH2和-CH,Teoc O-CH2和H-α),3.25~3.05(2H,br m,H-δ),2.02~1.36(4H,br m,H-β和H-γ),0.98(2H,br m,Teoc O-CH2),0.04(9H,br s,Teoc Si[CH3]3);13C NMR(125 MHz,CDCl3):δ 175.5,156.7,156.2,143.8,143.6,141.3(2C),127.7(2C),127.1(2C),125.2(2C),120.0(2C),67.2,63.6,53.5,47.3,40.5,29.7,26.0,17.9,-1.2(3C);MALDI-TOF-MS m/z:499.22[M+1]+;Aanlcaled for C26H34N2O6Si:C,62.65;H,6.86;N,5.61;O,19.26;Si,5.62。

        1.5Fmoc-Lys(Teoc)-OH的合成

        稱取3.68 g Fmoc-Dab-OH(1 equiv,10 mmol)和1.06 g Na2CO3(1 equiv,10 mmol)加入到50 mL水和65 mL四氫呋喃的混合溶液中溶解,稱取2.85 g Teoc-OSu(1.1 equiv,11 mmol)加入到50 mL四氫呋喃,溶解后滴加上述混合溶液中,室溫反應(yīng)過夜。用檸檬酸調(diào)至pH=2~3,用乙酸乙酯(3× 250 mL)萃取,合并有機(jī)相,分別用檸檬酸和氯化鈉飽和溶液洗滌,無水硫酸鈉干燥,旋蒸除溶得淡黃色油狀物,用混合溶劑[V(醋酸乙酯):V(石油醚)=1:3]重結(jié)晶得Fmoc-Lys(Teoc)-OH:類白色固體3.66 g,產(chǎn)率58%;1H NMR(500 MHz,CDCl3):δ 7.75(2H,d,J=7.3Hz,F(xiàn)moc ArH),7.63~7.51(2H,brm,F(xiàn)mocArH),7.38(2H,t,J=7.3Hz,F(xiàn)moc ArH),7.29(2H,t,J=7.3Hz,F(xiàn)moc ArH),4.55~4.00(6H,br m,F(xiàn)moc-CH2和-CH,Teoc O-CH2和H-α),3.27~3.00(2H,br m,H-ε),2.00~1.25(6H,br m,H-β,H-γ,H-δ),0.98(2H,br m,Teoc OCH2),0.02(9H,br s,Teoc Si[CH3]3);13C NMR(125 MHz,CDCl3):δ175.7,156.7,156.1,143.9,143.7,141.3(2C),127.7(2C),127.0(2C),125.1(2C),119.9(2C),67.1,63.7,53.7,47.3,40.7,31.9,29.4,22.2,17.9,-1.2(3C);MALDI-TOF-MS m/z:513.25 [M+1]+;Aanlcaled for C27H36N2O6Si:C,63.26;H,7.07;N,5.47;O,18.71;Si,5.48。

        2 結(jié)果與討論

        在反應(yīng)過程中,影響收率的因素有:反應(yīng)底物在反應(yīng)介質(zhì)中的溶解度和摩爾比。4種氨基酸原料的碳鏈依次增長,其溶解性隨碳鏈長度增加而降低,因此為了提高反應(yīng)底物在反應(yīng)介質(zhì)中的溶解度,應(yīng)相應(yīng)增加溶劑的量;在各組反應(yīng)中氨基酸與Teoc-OSu的摩爾比為1.0∶1.05,后者稍過量可促使反應(yīng)完全。

        3 結(jié)論

        通過上述簡單的反應(yīng)步驟實現(xiàn)了氨基酸末端N-Teco保護(hù),該方法反應(yīng)步驟簡單,后處理方便,產(chǎn)率較高,適合于放大制備,具有極好的實際運(yùn)用價值。

        [1]厲保秋,路楊,高繼有,等.多肽藥物研究與開發(fā)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2011.

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        [7]路楊,周亮,楊東暉,等.一種制備醋酸地加瑞克的方法: CN,103992378A[P].2014-08-20.

        Synthesis of End N-Teoc Protected Amino Acid

        ZHOU Liang,YU Mei-ping
        (Adlai Nortye Pharmaceutical Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang 310018,China)

        Four kinds of N-Teoc protected amino acid[Fmoc-Dap(Teoc)-OH,Fmoc-Dab(Teoc)-OH, Fmoc-Orn(Teoc)-OH and Fmoc-Lys(Teoc)-OH]were synthesized by protecting the end amido of amino acid (Fmoc-Dap-OH,Fmoc-Dab-OH Fmoc-Orn-OH and Fmoc-Lys-OH)using Teoc as a protecting group.The structures were confirmed by1H NMR,13C NMR,MALDI-TOF-MS and elemental analysis.

        amino acid;Teoc;synthesis

        1006-4184(2015)5-0033-03

        2015-01-08

        周亮(1979-),工程師,主要從事多肽及氨基酸衍生物的合成。E-mail:zhouliang2898@163.com。

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