CN102452971A

CN102452971A - 一种l-羟基脯氨酸衍生物及其制备方法

Info

Publication number: CN102452971A
Application number: CN2010105260914A
Authority: CN
Inventors: 林峰; 孟颖颖; 陈建丽
Original assignee: Shanghai Institute of Pharmaceutical Industry
Current assignee: Shanghai Institute of Pharmaceutical Industry
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-16

Abstract

本发明公开了一种如式II所示的L-羟基脯氨酸衍生物及其制备方法，该方法操作简便、成本低、适于工业化生产，从而为南瓜子氨基酸的合成提供了一条新的途径。

Description

一种L-羟基脯氨酸衍生物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种L-羟基脯氨酸衍生物及其制备方法。

背景技术

南瓜子氨基酸(cucurbitine)VII为葫芦科植物中含有的一种水溶性氨基酸，已知南瓜子氨基酸可作为抗寄生虫，特别是抗日本血吸虫的驱虫药(Morimoto，Y.；Achiwa，K.Chem.Pharm.Bull.1987，35，3845-3849)。

近年来，发现南瓜子氨基酸还具有抗过敏的作用(FR2673626)，这种作用来源于其对组胺形成过程的抑制。南瓜子氨基酸能够有效抑制组氨酸脱羧酶的活性，从而阻碍了组氨酸向组胺的转化，进而降低了血清和组织中组胺的浓度，而组胺是变态反应介质，抑制了组胺的生成，也就有效抑制了过敏反应。

法国专利FR2673626(Date of patent：1992.10.7)和公开号为CN1065009的中国专利报道了一种南瓜子氨基酸的化学合成方法，该方法以1-苄基-3-吡咯烷酮为原料，将其与氯化铵和氰化钾反应，得到(±)-3-氨基-1-苄基-3-氰基吡咯烷酮，再酸或碱水解得到(±)-3-氨基-1-苄基-3-氰基吡咯烷酸，然后氢解得(±)-南瓜子氨基酸，最后拆分即得(-)-南瓜子氨基酸。此方法原料价格昂贵，且水解和拆分这两步都需要硅胶柱层析提纯，拆分所用试剂(1S)-(-)-莰基氯化物的价格也很昂贵，难以工业化生产。

现有技术中，有文献(Cornelia Heindl；Harald Hubner；Peter Gmeiner.Tetrahedron：Asymmetry.2003，14，3141-3152)报道了试图从化合物I合成化合物II，但没有成功，只得到了62％的化合物X，如下图所示：

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中南瓜子氨基酸的合成成本高，操作过程复杂，不适于工业化生产的缺陷而提供了一种L-羟基脯氨酸衍生物及其制备方法，以该化合物为中间体制备南瓜子氨基酸操作简便、成本低、适于工业化生产。

本发明涉及如式II所示的L-羟基脯氨酸衍生物；

本发明还涉及化合物II的制备方法，其包含下列步骤：有机溶剂中，在无水有机弱碱和/或无水无机弱碱的作用下，将化合物I与苄氯和/或苄溴(优选苄氯)进行反应，即可；

其中，所述的有机溶剂较佳的为乙酸乙酯、乙腈、氯仿、丙酮、甲基叔丁基醚、四氢呋喃(THF)、二甲基亚砜(DMSO)和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或多种，更佳的为DMF；所述的有机溶剂与化合物I的体积质量比较佳的为20～30ml/g，更佳的为20ml/g；所述的有机弱碱较佳的为三乙胺；所述的无机弱碱较佳的为碳酸钾、碳酸钠和碳酸铯中的一种或多种，更佳的为碳酸钾或碳酸钠；所述的无水有机弱碱和/或无水无机弱碱的用量较佳的为化合物I摩尔量的2～4倍，更佳的为3倍；所述的苄氯和/或苄溴的用量较佳的为化合物I摩尔量的2～3倍，更佳的为2.2倍；所述的反应的温度较佳的为35～85℃，更佳的为40～70℃，最佳的为50～60℃；所述的反应的时间较佳的以检测反应完成为止，一般为2～30小时，优选5～25小时，更优选10～20小时。

本发明中所述的南瓜子氨基酸VII可由下述方法制得：将如式VI所示的化合物进行水解反应，即可；

其中，所述的水解反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和条件；本发明特别优选下述方法和条件：如式VI所示的化合物在酸的水溶液中反应，即可。

其中，所述的水溶液与化合物VI的体积质量比较佳的为10～20ml/g，更佳的为10ml/g；所述的酸较佳的为无机强酸，更佳的为盐酸；所述的水溶液中酸的浓度较佳的为6～10mol/L，更佳的为6mol/L；所述的反应的温度较佳的为100～130℃，更佳的为120℃；所述的反应的时间较佳的以检测反应完全为止。

本发明中所述的化合物VI可由下述方法制得：将如式V所示的化合物进行脱羧反应，即可；

其中，所述的脱羧反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和条件；本发明特别优选下述方法和条件：有机溶剂中，如式V所示的化合物在155～165℃下反应，即可。

其中，所述的有机溶剂较佳的为乙二醇、环戊醇和环己醇中的一种或多种，更佳的为环己醇；所述的反应的温度较佳的为155～165℃，更佳的为165℃；所述的反应的时间较佳的以检测反应完全为止。

本发明中所述的化合物V可由下述方法制得：将如式IV所示的化合物进行脱除苄基的反应，即可；

其中，所述的脱除苄基的反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和条件；本发明特别优选下述方法和条件：有机溶剂中，将如式IV所示的化合物在钯碳的催化下与氢气反应，即可。

其中，所述的有机溶剂较佳的为C1～C3的烷基醇，更佳的为甲醇和/或乙醇；所述的有机溶剂与化合物IV的体积质量比较佳的为20～30ml/g，更佳的为30ml/g；所述的钯碳的规格较佳的为钯碳中钯的质量百分比为5～20％，更佳的为10％；钯碳的用量较佳的为化合物IV质量的5％～10％，更佳的为10％；所述的氢气的压力较佳的为0.1～0.3MPa，更佳的为0.1MPa；所述的反应的温度较佳的为20～30℃，更佳的为25℃；所述的反应的时间较佳的以检测反应完全为止，一般为12小时。

本发明中所述的如式IV所示的化合物可由下述方法制得：将如式III所示的化合物进行Bucherer-Bergs反应，即可；

其中，所述的Bucherer-Bergs反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和条件；本发明特别优选下述方法和条件：在水与有机溶剂的混合溶剂中，将化合物III与氰化钾和/或氰化钠，以及碳酸铵反应，即可。

其中，所述的有机溶剂较佳的为甲醇、乙醇或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，更佳的为DMF，其中水与有机溶剂的体积比较佳的为1∶1～2∶1，更佳的为1∶1，所述的混合溶剂与化合物III的体积质量比较佳的为5～10ml/g，更佳的为6ml/g；所述的氰化钾和/或氰化钠的用量较佳的为化合物III摩尔量的1.5～3倍，更佳的为1.5～2.5倍，最佳的为1.5倍；所述的碳酸铵的用量较佳的为化合物III摩尔量的2～4倍，更佳的为3～4倍，最佳的为4倍；所述的反应的温度较佳的为35～75℃，更佳的为55～65℃；所述的反应的时间较佳的以检测反应完成为止，一般为3～12小时，优选4～6小时。

本发明中所述的如式III所示的化合物可由下述方法制得：将化合物II进行羟基的氧化反应，即可；

其中，所述的羟基的氧化反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和条件；本发明特别优选下述方法和条件：有机溶剂中，将化合物II与二甲基亚砜(DMSO)、二甲基亚砜的活化试剂和三乙胺进行Swern氧化反应，即可。

其中所述的有机溶剂较佳的为二氯甲烷和/或四氢呋喃(THF)，所述的有机溶剂与化合物II的体积质量比较佳的为10～40ml/g，更佳的为10ml/g；所述的二甲基亚砜的用量较佳的为化合物II摩尔量的2～10倍，更佳的为4～6倍；所述的二甲基亚砜的活化试剂较佳的为草酰氯、三氟乙酸酐、SOCl₂、三氧化硫吡啶络合物或三聚氰氯；所述的二甲基亚砜的活化试剂的用量较佳的为化合物II摩尔量的1～4倍，更佳的为2～3倍；所述的三乙胺的用量较佳的为化合物II摩尔量的2～10倍，更佳的为3～6倍；所述的反应的温度较佳的为-78～20℃，更佳的为-60～10℃，所述的反应的时间较佳的以检测反应完成为止，一般为1～12小时，优选2～3小时。

在符合本领域常识的基础上，本发明中上述的各优选技术特征可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明中所述原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明的L-羟基脯氨酸衍生物的制备方法操作简便、成本低、适于工业化生产，从而为南瓜子氨基酸的合成提供了一条新的途径。

具体实施方式

下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。

实施例中所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。

实施例中所述的室温均指20～35℃。

实施例1化合物II的合成

室温下，将5g(38.2mmol)化合物I和15.8g(114.5mmol，3eq.)K₂CO₃溶于50ml DMF中，搅拌，降温至0℃，滴加11.1g(87.7mmol，2.3eq.)苄氯，搅拌30min，升温至55℃，搅拌15～17h，降至室温，滤去K₂CO₃，向滤液中加入100ml水，用100ml二氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩得黄色油状物化合物II 12.4g。

LC-MS：保留时间t＝1.32min；纯度：86％(214nm)，88％(254nm)；312.2([M+H]⁺)。

其结构鉴定数据如下：¹H-NMR(500MHz，DMSO-d₆)：δ1.90-1.94(1H，m，C₃-H)，2.20-2.06(1H，m，C₃-H)，2.26(1H，dd，J＝4.5，10.0，C₅-H)，3.05(1H，dd，J＝5.5，9.5，C₅-H)，3.52and 3.87(2H，each d，J＝12.5，NCH ₂Ph)，3.53(1H，d，J＝7.0，C₂-H)，4.20-4.22(1H，m，C₄-H)，4.87-4.88(1H，d，J＝4.0，OH)，5.09(2H，s，COOCH ₂Ph)，7.21-7.29(5H，m，NCH₂ Ph)，7.31-7.39(5H，m，COOCH₂ Ph).ES-MS：312.15([M+H]⁺)，334.14([M+Na]⁺)。

实施例2化合物III的合成

6.07g(粗品)化合物II溶于50ml二氯甲烷，降温至-10℃，加入4.735g(46.9mmol，2.9eq.)三乙胺，缓慢滴加7.67g(48.2mmol，3eq.)SO₃·Py的30ml DMSO溶液，反应2h后，加入乙醚稀释，水洗，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得黄色油状物化合物III 5.48g。

LC-MS：保留时间t＝1.56min；纯度：83％(214nm)，85％(254nm)；310.2([M+H]⁺)。

其结构鉴定数据如下：¹H-NMR(400MHz，DMSO-d₆)：δ2.49(1H，dd，J＝4.2，17.6，C₃-H_β)，2.79(1H，dd，J＝7.6，18.0，C₃-H_α)，3.01and 3.14(2H，each d，J＝17.2，C₅-H₂)，3.66and 3.87(2H，each d，12.8，NCH ₂Ph)，3.91(1H，dd，J＝5.2，8.0，C₂-H)，5.14and 5.18(2H，each d，J＝12.0，COOCH ₂Ph)，7.24-7.31(5H，m，NCH₂ Ph)，7.32-7.40(5H，m，COOCH₂ Ph)。

实施例3化合物III的合成

6.125g(48.2mmol，1eq.)草酰氯溶于200ml二氯甲烷中，降温至-65℃，缓慢滴加15.048g(193mmol，4eq.)DMSO，搅拌30min后，加入15g(48.2mmol)化合物II的200ml二氯甲烷溶液，-60℃下保温反应2h，滴加48.682g(482mmol，10eq.)三乙胺，搅拌30min后，升至室温，继续搅拌1h，将反应体系加入冰水中，搅拌20min左右，分液，有机相水洗，饱和NaCl溶液洗，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得到黄色油状物化合物III 15.125g。

LC-MS：保留时间t＝1.56min；纯度：85％(214nm)，86％(254nm)；310.2([M+H]⁺)。其结构鉴定数据同实施例2。

实施例4化合物IV的合成

2.1g(32.3mmol，2eq.)KCN、6.21g(64.7mmol，4eq.)碳酸铵溶于30ml水中，加入6g(粗品，约16.2mmol)化合物III的30ml DMF溶液，将反应容器密封，升温至60℃，反应5h后冷却至0℃，加入乙酸乙酯稀释，水洗，饱和NaCl溶液洗，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，加入24ml乙酸乙酯，升温至65℃，加入24ml正己烷和6ml乙醚，升温至回流，继续搅拌30min后，降至室温，有固体析出，抽滤，滤饼用4ml乙酸乙酯、4ml正己烷和1ml乙醚的混合溶液洗涤，得到白色固体化合物IV3.43g。

HPLC：保留时间t＝2.115min；纯度：96.8％。

其结构鉴定数据如下：¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ2.18(1H，dd，J＝3.6，13.6，C₃-H_β)，2.76(1H，dd，J＝1.6，14.0，C₃-H_α)，2.93and 3.01(2H，each d，J＝26.4，C₅-H₂)，3.64(1H，dd，J＝1.6，3.6，C₂-H)，3.67and 3.96(2H，each d，J＝13.2，NCH ₂Ph)，5.14(2H，s，COOCH ₂Ph)，6.60(1H，s，NH)，7.25-7.34(5H，m，NCH₂ Ph)，7.35-7.40(5H，m，COOCH₂ Ph)，8.74(1H，s，NH).ES-MS：402.05([M+Na]⁺)。

实施例5化合物V的合成

4.15g(10.9mmol)化合物IV溶于60ml甲醇中，加入0.415g 10％的Pd/C，于室温、常压下通入H₂，反应24h后，加入100ml水，抽滤，滤饼用甲醇和水洗涤，滤液减压蒸干后，真空干燥得白色固体化合物V 2.145g。

其结构鉴定数据如下：¹H-NMR(400MHz，D₂O+HCl)：δ2.36(1H，dd，J＝9.2，14.0，C₃-H_β)，2.75(1H，dd，J＝8.0，14.0，C₃-H_α)2.57(1H，dd，J＝2.4，8.8，C₂-H)3.48and 3.66(2H，each d，J＝8.8，C₅-H₂).ES-MS：200.11([M+H]⁺)，222.09([M+Na]⁺)。

实施例6化合物VI的合成

N₂保护下，1.5g化合物V溶于15ml环己醇中，于165℃反应24h，降至室温，冰水浴下，加入12ml饱和盐酸乙醚溶液成盐，过滤，得到黄褐色固体，真空干燥后得到化合物VI1.06g，ES-MS：156.04([M+H]⁺)。

实施例7化合物VII的合成

0.69g化合物VI溶于13ml 6N的HCl中，于120℃下反应30h，蒸去溶剂后，加入水，用二氯甲烷洗涤，弃去有机相，将水相浓缩，用732型阳离子交换树脂洗提(洗脱剂依次为：水→0.1M的氨水→1M的氨水)，蒸去洗脱剂，加水，活性炭脱色，过滤，蒸去溶剂，用乙醇重结晶，得到乳白色固体化合物VII0.172g。

其结构鉴定数据如下：¹H-NMR(400MHz，D₂O)，δ(HOD，4.50ppm)：1.87-1.93(1H，m)，2.19-2.26(1H，m)，3.05(1H，J＝12.4Hz)，3.34(2H，t，J＝8.0Hz)，3.47(1H，J＝12.0Hz)；[α]²⁵ _D＝-19.920(c＝1.02，H₂O)；ES-MS：131.07([M+H]⁺)。

实施例8化合物II的合成

室温下，将2g(15.26mmol)化合物I和6.32g(45.8mmol，3eq.)无水K₂CO₃溶于30ml DMF中，搅拌，降温至0℃，滴加4ml(33.45mmol，2.1eq)苄溴，搅拌30min，升温至60℃，搅拌15h，降至室温，滤去K₂CO₃，向滤液中加入50ml水，用50ml二氯甲烷萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩得黄色油状物化合物II 5.02g，硅胶柱层析分离得2.04g，收率43％。

实施例9化合物II的合成

室温下，将5g(38.2mmol)化合物I和76.4mmol三乙胺溶于50ml乙酸乙酯中，搅拌，降温至0℃，滴加114.6mmol苄氯，搅拌30min，升温至35℃，搅拌15～17h，降至室温，加入100ml水，用100ml乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩得黄色油状物，纯化后得化合物II 2.97g，收率25％，其结构鉴定数据同实施例1。

实施例10化合物II的合成

室温下，将5g(38.2mmol)化合物I和114.6mmol无水Na₂CO₃加入到50ml乙腈中，搅拌，降温至0℃，滴加114.6mmol苄氯，搅拌30min，升温至85℃，搅拌15～17h，降至室温，滤去Na₂CO₃，向滤液中加入100ml水，用100ml乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩得黄色油状物，纯化后得化合物II 6.41g，收率54％，其结构鉴定数据同实施例1。

实施例11化合物II的合成

室温下，将5g(38.2mmol)化合物I和152.8mmol无水Cs₂CO₃加入到50ml甲基叔丁基醚中，搅拌，降温至0℃，滴加11.1g(87.7mmol，2.3eq.)苄氯，搅拌30min，升温至40℃，搅拌15～17h，降至室温，滤去Cs₂CO₃，向滤液中加入100ml水，用100ml乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩得黄色油状物，纯化后得化合物II 4.87g，收率41％，其结构鉴定数据同实施例1。

实施例12化合物II的合成

室温下，将5g(38.2mmol)化合物I和15.8g(114.5mmol，3eq.)K₂CO₃加入到50ml THF中，搅拌，降温至0℃，滴加10.6g(2.2eq.)苄氯，搅拌30min，升温至70℃，搅拌15～17h，降至室温，滤去K₂CO₃，向滤液中加入100ml水，用100ml乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩得黄色油状物，纯化后得化合物II 6.77g，收率57％，其结构鉴定数据同实施例1。

实施例13化合物III的合成

0.664g(1.2eq)三聚氰氯溶于20ml四氢呋喃，降温至-18℃，滴加1.25ml(5.8eq)DMSO，加完后搅拌反应20min；再向体系内缓慢滴加0.933g(3mmol)化合物II的10ml四氢呋喃溶液，保持-18℃下反应40min；加入2ml三乙胺，-18℃搅拌反应15min后，升至室温继续反应2h。加入30ml乙醚，40ml冰水，萃取，有机相依次用50ml饱和NaHCO₃溶液和50ml饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得到黄色油状物，纯化后得化合物III 0.425g，收率46％。其结构鉴定数据同实施例2。

Claims

1.一种如式II所示的L-羟基脯氨酸衍生物；

2.如权利要求1所述的化合物II的制备方法，其特征在于包含下列步骤：有机溶剂中，在无水有机弱碱和/或无水无机弱碱的作用下，将化合物I与苄氯和/或苄溴进行反应，即可；

3.如权利要求2所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙酸乙酯、乙腈、氯仿、丙酮、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

4.如权利要求2所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的无机弱碱为碳酸钾、碳酸钠和碳酸铯中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的有机弱碱为三乙胺。

6.如权利要求2所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的无水有机弱碱和/或无水无机弱碱的用量为化合物I摩尔量的2～4倍。

7.如权利要求2所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的苄氯和/或苄溴的用量为化合物I摩尔量的2～3倍。

8.如权利要求2所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的反应的温度为35～85℃。

9.如权利要求8所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的反应的温度为40～70℃。

10.如权利要求2所述的化合物II的制备方法，其特征在于，所述的反应的时间以检测反应完成为止。