发明内容
本发明以廉价的化合物四为原料,经化合物五、六、七、八,获得了合成氨基和酚羟基保护的L-3,4,5-三氧代-苯丙氨醇类中间体(化合物九)的有效方法。并且进一步将化合物九以高的产率分别转化为氨基、酚羟基保护的L-3,4,5-三氧代-苯丙氨酸化合物(化合物二)和L-3,4,5-三氧代-苯丙氨醛化合物(化合物三),结构式及合成路线如下:
上面路线每个结构式中X、R、R1、R2、R’、R’’的定义均相同。
X代表溴,碘原子。
R可以代表以下基团:C1-C16 直链或支链烷氧羰基,C2-C16 直链或支链烯烃氧羰基,C6-C16 直链或支链芳烃氧羰基,C1-C14 酰基,C1-C14 磺酰基;其中所述的每种基团中可以有0-3个氟,氯,溴,碘原子。
R1可以代表以下基团:C1-C16 直链或支链饱和烷基,C2-C16 含双键或芳环的直链或支链不饱和烷基;其中所述的每种基团中可以有0-3个氟,氯,溴,碘,氧,硫原子。
R2可以代表以下基团:C1-C16 直链或支链饱和烷基,C2-C16 含双键、三键或芳环的直链或支链不饱和烷基,C3-C20 硅烷基,C1-C14 酰基;其中所述的每种基团中可以有0-3个氟,氯,溴,碘,氧,硫原子。
R’与R’’ 各自独立地代表氢原子,C1-C16烷基;R’和R’’间的虚线是不存在,或者是R’和R’’烷基间的单键。
化合物五的制备:
化合物五是通过对化合物四进行还原得到的。化合物四中的X优选碘,R保护基优选叔丁氧羰基(Boc),R1保护基优选甲基。化合物四的还原条件优选THF-MeOH为溶剂,LiBH4为还原剂,反应温度为-20~80℃,反应时间为0.5~8h。
原料(化合物四)是通过廉价的L-酪氨酸经溴代或碘代反应、氨基保护、一锅法的羧基酯化和酚羟基醚化三步转化高产率地获得。当R为叔丁氧羰基(Boc),R1为甲基时,化合物四也可按已知文献[Tetrahedron Lett. 1994, 35, 8397; Tetrahedron: Asymmetry 2010, 21, 39]制备;R,R1为其它基团时,均按相似的策略获得。
化合物六的制备:
化合物六是通过将化合物五的羟基和氨基形成N,O-缩酮或缩醛保护得到的。化合物五中的X优选碘,R保护基优选叔丁氧羰基(Boc),R1保护基优选甲基,R’ 和R’’保护基优选甲基。双保护反应条件优选丙酮为溶剂,2,2-二甲氧基丙烷为试剂,反应温度为0~80℃,反应时间为0.5~5h。
化合物七的制备:
化合物七是通过对化合物六进行一锅法的双位锂化、硼酸酯化和氧化切断得到的。化合物六中的X优选碘,R保护基优选叔丁氧羰基(Boc),R1保护基优选甲基,R’和R’’保护基优选甲基。化合物七的锂化条件优选THF为溶剂,正丁基锂为锂化试剂,硼酸三甲酯为硼酸酯化试剂,双氧水和乙酸为氧化试剂,反应温度为-80~40℃,反应时间为6~48h。
化合物八的制备:
化合物八是通过对化合物七中游离酚羟基保护得到的。化合物七中的R保护基优选叔丁氧羰基(Boc),R1保护基优选甲基,R’和R’’保护基优选甲基。酚羟基保护条件优选二氯甲烷为溶剂,叔丁基二甲基氯硅烷(TBSCl)为保护试剂,反应温度为-10~60℃,反应时间为1~19h。
化合物九的制备:
化合物九是通过对化合物八进行N,O-缩酮水解脱保护得到的。化合物八中的R保护基优选叔丁氧羰基(Boc),R1保护基优选甲基,R2保护基优选叔丁基二甲基硅基(TBS),R’和R’’保护基均优选甲基。脱保护条件优选甲醇为溶剂,对甲苯磺酸为催化剂试剂,反应温度为-20~60℃,反应时间为3~19h。
由化合物九制备化合物二:
化合物二是通过对化合物九进行氧化得到的。化合物九中的R保护基优选叔丁氧羰基(Boc),R1保护基优选甲基,R2保护基优选叔丁基二甲基硅基(TBS)。氧化条件优选二氯甲烷为溶剂,2,2,6,6-四甲基哌啶氧(TEMPO)和二乙酸碘代苯为共氧化剂,反应温度为-20~50℃,反应时间为0.5~10h。
由化合物九制备化合物三:
化合物三是通过对化合物九进行氧化得到的,化合物九中的R保护基优选叔丁氧羰基(Boc),R1保护基优选甲基,R2保护基优选叔丁基二甲基硅基(TBS)。氧化条件优选二氯甲烷为溶剂,Dess-Martin periodinane 为氧化试剂,反应温度为-20~50℃,反应时间为0.5~10h。
发明效果
本发明获得了氨基、羟基保护的L-3,4,5-三氧代-苯丙氨醇化合物(化合物九)的高效制备方法,并且将化合物九有效转化为氨基、酚羟基保护的L-3,4,5-三氧代-苯丙氨酸化合物(化合物二)和L-3,4,5-三氧代-苯丙氨醛化合物(化合物三)。与已有方法相比,这条以化合物四为原料,经化合物九合成氨基、酚羟基保护的L-3,4,5-三氧代-苯丙氨酸/醛化合物的新路线,具有步骤简洁(共6步)、产率理想(R基为Boc ,R1基为甲基,R2基为TBS时,总收率约为50%)、原料试剂便宜低毒、操作简便、易于实现工业化等优点,有效地降低了成本和提高了效率,是制备L-3,4,5-三氧代-苯丙氨酸这类重要化合物的一种好方法。
实施例1:化合物五(R基为Boc,R
1
基为甲基,X基为碘)的制备:
在100mL圆底烧瓶中加入10.3 mmol的化合物四(R基为Boc,R1基为甲基,X基为碘),在氩气保护下,加入50mL THF,加入2eq的LiBH4,反应2h后,TLC检测反应终点,将溶剂减压蒸出,乙酸乙酯萃取三次,无水Na2SO4干燥,蒸去溶剂,得无色液体粗产物,经色谱柱分离得化合物五(R基为Boc,R1基为甲基,X基为碘),产率为95%;[α]D 26 -2 (c 1.0, CHCl3); IR(neat) νmax: 3345, 2974, 2933, 1686, 1528, 1462, 1366, 1250, 1168, 999, 704 cm-1; 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.62 (s, 2H), 4.88 (d, J = 5.5 Hz, 1H), 3.82 (s, 3H), 3.75 (m, 1H), 3.64 (m, 1H), 3.54 (m, 1H), 2.73 (d, J = 6.9 Hz, 2H), 2.67 (br s, 1H), 1.41 (s, 9H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 157.4, 156.0, 140.6, 138.3, 90.5, 79.9, 63.6, 60.8, 53.5, 35.6, 28.5; MS (ESI+) m/z: (M+H)+ 533.91.
实施例2:化合物六(R基为Boc,R
1
、R’和R’’基为甲基,X基为碘)的制备:
在25mL圆底烧瓶中加入1.89 mmol的化合物五(R基为Boc,R1、R’和R’’基为甲基,X基为碘),在氩气保护下,依次加入4 mL 无水丙酮,9.45 mmol 2,2-二甲氧基丙烷和0.019 mmol 对甲苯磺酸, 反应3h,TLC检测反应终点,将溶剂减压蒸出,乙酸乙酯萃取三次,无水Na2SO4干燥,蒸去溶剂,得浅黄色液体粗产物,经色谱柱分离得化合物六(R基为Boc,R1基为甲基,X基为碘),产率为90%;[α]D 26 +34 (c 1.8, CHCl3); IR(neat) νmax: 2977, 2935, 2875, 1697, 1463, 1389, 1254, 997, 847, 706cm-1; 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.63 (s, 1H), 7.57 (s, 1H), 4.08-3.86 (m, 1H), 3.80 (s, 3H), 3.78 (d, J = 5.7 Hz, 1H), 3.68 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 3.06-2.89 (m, 1H), 2.59-2.50 (m, 1H), 1.60-1.40 (m, 6H), 1.49 (s, 9H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 157.6, 157.5, 152.2, 151.5, 140.7, 140.5, 138.6, 138.4, 94.3, 93.7, 90.7, 90.5, 80.5, 80.0, 66.2, 65.7, 60.8, 58.8, 38.1, 36.7, 28.6, 28.5, 27.5, 26.9, 24.5, 23.3; MS (ESI+) m/z: (M+Na)+ 595.90.
实施例3:化合物七(R基为Boc,R
1
、R’和R’’基为甲基)的制备:
在25mL圆底烧瓶中加入1.10 mmol化合物六(R基为Boc ,R1、R’和R’’基为甲基,X基为碘)和11 mL无水乙醚,反应物溶解后将其置于-78℃的丙酮干冰浴中,然后逐滴加入加入2.75 mmol正丁基锂(2.5 mol/L),反应2h后,一次性加入11.0 mmol硼酸三甲酯,慢慢升温至室温后反应12h,将反应液置于冰水浴中,依次加入11.0 mmol醋酸和11.0 mmol双氧水(30%),室温反应12h,TLC检测反应终点,用稀碳酸氢钠溶液中和至中性,乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,用饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,蒸去溶剂,得黄色液体粗产物,经色谱柱分离得化合物七(R基为Boc ,R1、R’和R’’基为甲基),产率为75%;[α]D 27 -45 (c 1.0, CHCl3); IR(neat) νmax: 3376, 2979, 2936, 2877, 1695, 1596, 1395, 1251, 1100, 1062, 850cm-1; 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ(ppm) 6.43 (1H, s), 6.34 (1H, s), 6.13 (2H, br s), 4.00 (1H, m), 3.87 (1H, s), 3.76 (2H, m), 3.05 (0.5H, dd, J = 2.5, 13.2 Hz), 2.97 (0.5 H, dd, J = 2.8, 12.8 Hz)2.45 (1H, dd, J = 12.2, 23.4 Hz), 1.63 (1.5 H, s), 1.57 (1.5 H, s), 1.52 (4.5 H, s), 1.50 (4.5 H, s), 1.49 (1.5H, s), 1.47 (1.5H, s); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ (ppm) 152.4, 151.8, 149.4, 149.3, 135.0, 134.7, 133.4, 133.3, 109.0, 108.8, 94.1, 93.8, 80.9, 80.0, 66.1, 65.7, 60.9, 60.8, 59.0, 58.9, 39.3, 38.1, 28.5, 28.4, 27.6, 26.9, 24.5, 23.3; MS (ESI+) m/z: (M+Na)+ 376.09.
实施例4:化合物八(R基为Boc,R
1
、R’和R’’基为甲基,R
2
基为TBS)的制备:
在10 mL圆底烧瓶中依次加入0.80 mmol的化合物七(R基为Boc ,R1、R’和R’’基为甲基)和1.2 mL DMF,反应物溶解后依次加入3.0 mmol咪唑和1.50 mmol叔丁基二甲基氯硅烷(TBSCl),室温搅拌3h后,TLC检测反应终点,加入50 mL乙酸乙酯,然后依次用H2O(30 mL×2),饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,蒸去溶剂,得浅黄色液体粗产物,粗品经过柱分离后得化合物八(R基为Boc ,R1、R’和R’’基为甲基,R2基为TBS),产率为92%;[α]D 27 -28 (c 1.7, CH2Cl2); IR(neat) νmax: 2932, 2858, 1719, 1577, 1495, 1254, 1092, 1010, 834cm-1; 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ(ppm) 6.35 (2 H, s), 3.96 (1 H, m), 3.76 (2 H, m), 3.69 (3 H, s), 3.02 (1 H, m), 2.44 (1 H, m), 1.64 (1.5 H, s), 1.58 (1.5 H, s), 1.53 (9 H, s), 1.49 (1.5 H, s), 1.46 (1.5 H, s), 0.99 (18 H, s), 0.15 (12 H, s); 13C NMR (100MHz, CDCl3): δ(ppm) 152.1, 151.6, 149.7, 149.5, 141.5, 140.5, 137.0, 133.7, 115.9, 115.7, 93.9, 93.5, 80.0, 79.6, 66.0, 65.7, 59.8, 59.3, 39.2, 37.9, 28.6, 28.5, 26.9, 26.4, 25.9, 25.7, 23.2, 18.3, -3.3, -4.7; MS (ESI+) m/z: (M+Na)+ 604.25.
实施例5:化合物九(R基为Boc,R
1
基为甲基,R
2
基为TBS)的制备:
在50 mL圆底烧瓶中依次加入0.68 mmol的化合物八(R基为Boc ,R1、R’和R’’基为甲基,R2基为TBS)和14 mL无水甲醇,反应物溶解后加入3.0 mg对甲苯磺酸,室温条件下搅拌反应8个小时,TLC检测反应终点,反应完后,加入5 mL饱和NaHCO3溶液,乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,用饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,蒸去溶剂,得黄色液体粗产物,经色谱柱分离得化合物九(R基为Boc ,R1基为甲基,R2基为TBS),产率为91%; [α]D 27 -6 (c 1.6, CH2Cl2); IR(neat) νmax: 3439, 2932, 2859, 1695, 1576, 1495, 1433, 1253, 1173, 1093, 834 cm-1; 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ(ppm) 6.34(2 H, s), 4.70 (1H, d, J = 7.2 Hz), 3.78 (1H, br s), 3.69 (3 H, s), 3.63 (1 H, m), 3.53 (1 H, m), 2.65 (2 H, m), 1.42 (9 H, s), 0.99 (18 H, s), 0.16 (12 H, s); 13C NMR (100MHz, CDCl3): δ(ppm) 156.2, 149.7, 141.6, 132.8, 115.6, 79.6, 64.6, 59.9, 53.4, 36.9, 28.4, 25.7, 18.3, -4.6; MS (ESI+) m/z: (M+H)+ 542.09.
实施例6:化合物二(R基为Boc,R
1
基为甲基,R
2
基为TBS)的制备:
在5 mL圆底烧瓶中依次加入0.12 mmol的化合物九(R基为Boc ,R1基为甲基,R2基为TBS)、0.8 mL乙腈和0.8 mLH2O,反应物溶解后依次加入3.8 mg 2,2,6,6-四甲基哌啶氧(TEMPO)和0.26 mmol二乙酸碘代苯,室温条件下搅拌反应8个小时,TLC检测反应终点,反应完后,过滤,乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,用饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,蒸去溶剂,得黄色液体粗产物,经色谱柱分离得化合物二(R基为Boc ,R1基为甲基,R2基为TBS),产率为94%;[α]D 27 +11 (c 1.64, CH2Cl2); IR(neat) νmax: 3383, 2933, 2860, 1700, 1576, 14332, 1388, 1255, 1174, 1099, 835 cm-1; 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ(ppm) 10.80 (1 H, br s), 6.53 (0.3 H, m), 6.36(0.5 H, s), 6.32(1.5 H, s), 4.94 (0.7 H, d, J = 8.1 Hz), 4.53 (0.7 H, m),4.32 (0.3 H, m), 3.69 (3 H, s), 3.01 (1 H, dd, J = 5.2, 14.0 Hz), 2.89 (0.7 H, dd, J = 6.4, 13.9 Hz), 2.73 (0.3 H, dd, J = 9.3, 13.4 Hz), 1.41 (6 H, s), 1.35 (3 H, s), 0.99 (18 H, s), 0.15 (12 H, s); 13C NMR (100MHz, CDCl3): δ(ppm) 199.7, 155.5, 150.0, 142.1, 130.8, 115.8, 80.3, 60.6, 60.1, 35.1, 28.4, 25.8, 18.4, -4.5; MS (ESI+) m/z: (M+H)+ 578.43.
实施例7:化合物三(R基为Boc,R
1
基为甲基,R
2
基为TBS)的制备:
在5 mL圆底烧瓶中依次加入0.11 mmol的化合物九(R基为Boc ,R1基为甲基,R2基为TBS)和2 mLCH2Cl2,反应物溶解后依次加入0.22 mmol NaHCO3和0.12 mmol Dess-Martin periodinane 氧化剂,室温条件下搅拌反应2个小时,TLC检测反应终点,反应完后,加入5 mL饱和NaHCO3溶液,乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,用饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,蒸去溶剂,得黄色液体粗产物,经色谱柱分离得化合物三(R基为Boc ,R1基为甲基,R2基为TBS),产率93%;[α]D 27 +7 (c 0.96, CHCl3); IR(neat) νmax: 3433, 2930, 2857, 1714, 1576, 14332, 1360, 1254, 1167, 1093, 834 cm-1; 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ(ppm) 9.59 (1 H, s), 6.29 (2 H, s), 5.01 (1 H, d, J = 5.8 Hz), 4.31 (1 H, m), 3.69 (3 H, s), 3.67 (1 H, m), 2.95 (1 H, m), 1.44 (9 H, s), 0.99 (18 H, s), 0.15 (12 H, s); 13C NMR (100MHz, CDCl3): δ(ppm) 176.7, 176.4, 156.5, 155.4, 149.8, 142.1, 141.9, 131.7, 130.9, 115.8, 81.5, 80.2, 60.0, 56.2, 54.2, 38.9, 37.3, 32.0, 28.4, 28.2, 25.8, 18.4, -4.5; MS (ESI+) m/z: (M+H)+ 562.08。