CN104151396B

CN104151396B - 混合溶剂中催化合成s‑乙酰基‑l‑谷胱甘肽的方法

Info

Publication number: CN104151396B
Application number: CN201410389644.4A
Authority: CN
Inventors: 郑庚修; 付凯; 王秋芬; 杨柳; 马小芬; 陈环宇
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: CN104151396A

Abstract

本发明公开了一种混合溶剂中催化合成S‑乙酰基‑L‑谷胱甘肽（S‑GSH）的新方法。采用强酸性三氟乙酸与L‑谷胱甘肽（GSH）的氨基在非质子极性溶剂中成盐，使氨基的活性降低，巯基和酰化剂乙酰氯在混合溶剂中催化合成S‑GSH，DMF与生成的氯化氢形成DMF络合物，起到缚酸剂的作用，使巯基酰化反应进行完全。反应完后加入醇分解过量的酰氯，保证了无水体系，使得三氟乙酸可回收再利用。以GSH计S‑GSH的收率达90%，纯度大于99.3%。

Description

混合溶剂中催化合成S-乙酰基-L-谷胱甘肽的方法

技术领域

本发明属于药物化学领域，具体涉及一种S-乙酰基-L-谷胱甘肽的合成方法。

背景技术

L-谷胱甘肽（γ-谷氨酰-半胱氨酰-甘氨酸，GSH）一种包含SH的三肽，是细胞内最重要的小分子巯基化合物，也是细胞内重要的水溶性还原剂和排毒剂。当氧化剂损害体内蛋白质时，谷胱甘肽通过自身-SH被氧化生成谷胱甘肽的二硫化物来保护细胞内的蛋白质。但是，由于受体内自由基和氧化剂的影响GSH在血浆中衰退迅速，另外，GSH不能直接被细胞吸收，需要分解成氨基酸，在细胞内再合成GSH，该过程经常因病菌感染而被破坏。这种障碍可以通过GSH的新衍生物S-乙酰基-L-谷胱甘肽（S-GSH）来克服。S-GSH不仅能够在血浆中稳定存在，而且还能被细胞直接吸收，随之，在细胞内硫酯酶的作用下转化成GSH。

S-GSH如下式（Ⅰ）所示。

(Ⅰ)

由于氨基比巯基更容易酰化，所以选择性酰化巯基比较困难，迄今已知的用于选择性酰化谷胱甘肽巯基，而不涉及游离氨基的方法比较少，然而，这些方法都存在各种缺点而不适合大规模生产。W. Wayne Kielley and Louise B. Bradley在1954年，使用乙酰辅酶A与GSH发生交换反应制得S-乙酰谷胱甘肽（J. Biol. Chem. 1954, 206: 327-333），由于乙酰辅酶A不易得，上述酶方法仅适用于实验室规模的制备，不适合大规模工业化生产。

发明内容

现已发现了一种从低成本和容易获得的乙酰氯制备S-乙酰基-L-谷胱甘肽（S-GSH）的高收率的新方法，采用强酸性三氟乙酸与L-谷胱甘肽（GSH）的氨基在非质子极性溶剂中成盐，使氨基的活性降低，巯基和酰化剂乙酰氯在混合溶剂中催化合成S-GSH，DMF与生成的氯化氢形成DMF络合物，起到缚酸剂的作用，使巯基酰化反应进行完全。反应完后加入醇分解过量的酰氯，保证了无水体系，使得三氟乙酸可回收再利用，具体包括下列步骤：

（1）将L-谷胱甘肽(GSH)溶解在三氟乙酸和非质子极性溶剂的混合溶剂中，继续向得到的溶液中加入催化剂，滴加乙酰氯，反应完全后加醇类化合物分解多余的乙酰氯；

（2）减压回收溶剂三氟乙酸；

（3）将步骤（2）得到的油状物溶解在丙酮和水的混合溶剂中，用碱调节pH值，结晶得到S-乙酰基-L-谷胱甘肽（S-GSH）。

所述的步骤（1）中非质子极性溶剂为：N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）。混合溶剂的比例为三氟乙酸:非质子极性溶剂(体积比)=1.0:0~2.0，优选1.0:1.0。

催化剂为：AlCl₃、FeCl₃、ZnCl₂，优选AlCl₃。催化剂的用量为底物的0.5~1 mol %，优选0.5mol%。酰化反应需要使用过量的乙酰氯才能反应完全，L-谷胱甘肽与乙酰氯的摩尔比为1.0：1.1~1.4，优选1.0:1.1~1.3。滴加温度为25~40℃，优选35~40℃。过量的乙酰氯要加入醇类化合物分解掉，所述的醇类为：脂肪醇、脂环醇、芳香醇，优选甲醇、乙醇、环己醇、苯甲醇，更优选甲醇或乙醇。加入醇的量为过量的乙酰氯的2~4倍（摩尔），即过量的乙酰氯：醇类的摩尔比为1.0:2.0~4.0，优选1.0:2.0~3.0。

所述的步骤（2）中减压回收三氟乙酸的温度为50℃以下。

所述的步骤（3）中混合溶剂的比例为水：丙酮（体积比）=1.0:2.5~3.5，优选1.0:3.0。其中丙酮的加入方式为：三分之二与水混合加入，剩余的三分之一缓慢的滴加。结晶方法为等电点沉淀法。所述的碱为有机碱或无机碱，优选三乙胺，三甲胺，NaHCO₃。调节pH值至3.0~3.5，优选3.0。

反应方程式如式(Ⅱ)

(Ⅱ)

本发明的有益效果是，采用三氟乙酸与非质子极性溶剂做混合溶剂，在该体系中，GSH中游离的氨基完全被质子化，游离的CF₃COO^-与质子化的氨基形成盐，从而游离的氨基完全被保护，导致酰化反应只发生在巯基上。三氟乙酸价格昂贵，如果单独使用三氟乙酸做溶剂成本很高，实验发现非质子极性溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）等对CF₃COO^-与质子化的氨基形成的盐溶解性较好，能够形成均匀的溶液，同时非质子极性溶剂与生成的氯化氢形成络合物，亦起到缚酸剂的作用，促进平衡右移使巯基酰化反应进行完全。

本发明还使用醇分解过量的酰化剂，使产品在高温下更加稳定而不被水解，同时保证了无水体系，使得三氟乙酸可回收再利用。所得产品具有产率高，纯度高等优点。以GSH计S-GSH的收率近90%（摩尔收率），高于文献收率，HPLC检测纯度大于99.3%。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

在装有回流冷凝管、温度计、机械搅拌的1 L三口瓶中加入谷胱甘肽50g(0.16mol)，106mg AlCl₃，200mL三氟乙酸和200mLDMF，搅拌均匀，再升温至40℃，边搅拌边滴加乙酰氯13.8g（0.176mol），用时10min，滴完保温反应15min，TLC检测无原料点，滴入1.0g甲醇，40℃下保温反应15min，反应结束后减压回收溶剂。向其中加入900mL丙酮/水(2:1)的混合溶液搅拌溶解。溶清后，滴加三乙胺调节pH至3左右。缓慢搅拌下滴入丙酮300mL，滴完静置析晶1小时，缓慢降温至0℃，析晶3小时，抽滤，滤饼用约50-100mL的溶剂淋洗后于70℃下干燥，即得S-乙酰基-L-谷胱甘肽产品50.1g，产品收率89.5%，HPLC检测产品纯度大于99.3%。

实施例2：

在装有回流冷凝管、温度计、机械搅拌的1 L三口瓶中加入谷胱甘肽50g(0.16mol)，200mL三氟乙酸和200mLDMF，搅拌均匀，升温至40℃，边搅拌边滴加乙酰氯13.8g（0.176mol），用时10min，滴完保温反应15min，TLC检测无原料点，滴入1.0 g甲醇，40℃下保温反应15min，反应结束后减压回收溶剂。向其中加入900mL丙酮/水(2:1)的混合溶液搅拌溶解。溶清后滴加三乙胺调节pH至3左右。缓慢搅拌下滴入丙酮300mL，滴完静置析晶1小时，缓慢降温至0℃，析晶3小时，抽滤，滤饼用约50-100mL的溶剂淋洗后于70℃下干燥，即得S-乙酰基-L-谷胱甘肽产品44g，产品收率78.6%，HPLC检测产品纯度为95.2%。

实施例3：

在装有回流冷凝管、温度计、机械搅拌的1 L三口瓶中加入谷胱甘肽50g(0.16mol)，ZnCl₂108mg，再加400mL三氟乙酸，搅拌均匀，升温至35℃，边搅拌边滴加乙酰氯17.6 g（0.224mol），用时10min，滴完保温反应20min，TLC检测无原料点，滴入5.9g乙醇，35℃下保温反应15min，反应结束后减压回收溶剂。向其中加入900mL丙酮/水(2:1)的混合溶液搅拌溶解。溶清后，加入三甲胺调节pH至3左右。缓慢搅拌下滴入丙酮400mL，滴完静置析晶1小时，缓慢降温至0℃，析晶3小时，抽滤，滤饼用约50-100mL的溶剂淋洗后于70℃下干燥，即得S-乙酰基-L-谷胱甘肽产品48g，产品收率85.7%，HPLC检测产品纯度大于99.3 %。

实施例4：

在装有回流冷凝管、温度计、机械搅拌的1L三口瓶中加入谷胱甘肽50g(0.16mol)，FeCl₃260mg，200mL三氟乙酸和200mLDMAC，搅拌均匀，升温至35℃，边搅拌边滴加乙酰氯15.1 g（0.192mol），用时10min，滴完保温反应15min，TLC检测无原料点，滴入10.5g苯甲醇，40℃下保温反应15min，反应结束后减压回收溶剂。向其中加入900mL丙酮/水(2:1)的混合溶液搅拌溶解。溶清后，加入三乙胺调节pH至3左右。缓慢搅拌下滴入丙酮300mL，滴完静置析晶1小时，缓慢降温至0℃，析晶3小时，抽滤，滤饼用约50-100mL的溶剂淋洗后于70℃下干燥，即得S-乙酰基-L-谷胱甘肽产品47g，产品收率83.9%，HPLC检测产品纯度大于99.3%。

实施例5：

在装有回流冷凝管、温度计、机械搅拌的1 L三口瓶中加入130mL三氟乙酸和270mLDMF，搅拌均匀，再加谷胱甘肽50g (0.16mol)，213mg AlCl₃，40℃下边搅拌边滴加乙酰氯16.3 g（0.208mol），用时10min，滴完继续搅拌30min，TLC检测无原料点，滴入13g环己醇，保温反应30min，反应结束后减压回收溶剂。向其中加入900mL丙酮/水(2:1)的混合溶液搅拌溶解。溶清后，加入NaHCO₃调节pH至3左右。缓慢搅拌下滴入丙酮300mL，滴完静置析晶1小时，缓慢降温至0℃，析晶3小时，抽滤，滤饼用约50-100mL的溶剂淋洗后于70℃下干燥，即得S-乙酰基-L-谷胱甘肽产品43.6g，产品收率77.9%，HPLC检测产品纯度97.2%。

实施例6：

在装有回流冷凝管、温度计、机械搅拌的1L三口瓶中加入谷胱甘肽50g(0.16mol)，106mg AlCl₃，200mL三氟乙酸和200mLDMF，搅拌均匀，室温下边搅拌边滴加乙酰氯13.8g（0.176mol），用时10min，滴完，继续在室温下反应60min，TLC检测无原料点，滴入2g甲醇，室温下反应2 h，反应结束后减压回收溶剂。向其中加入900mL丙酮/水(2:1)的混合溶液搅拌溶解。溶清后滴加三乙胺调节pH至3左右。缓慢搅拌下滴入丙酮300mL，滴完静置析晶1小时，缓慢降温至0℃，析晶3小时，抽滤，滤饼用约50-100mL的溶剂淋洗后于70℃下干燥，即得S-乙酰基-L-谷胱甘肽产品49.2g，产品收率87.9%，HPLC检测产品纯度大于99.3%。

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种S-乙酰基-L-谷胱甘肽(S-GSH)的合成方法，以L-谷胱甘肽（GSH）为原料，乙酰氯为酰化试剂，在混合溶剂中催化合成S-GSH，具体包括下列步骤：

1）将L-谷胱甘肽(GSH)溶解在8倍体积的三氟乙酸和非质子极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）的混合溶剂中，混合溶剂体积比为三氟乙酸:非质子极性溶剂为1.0:0~2.0；

2）继续向步骤1）得到的溶液中加入路易斯酸催化剂AlCl₃或FeCl₃或ZnCl₂，用量为酰化剂乙酰氯的0.5~1 mol %，然后滴加摩尔倍数为1.1~1.4倍的乙酰氯，反应完全后过量的乙酰氯要加入甲醇或乙醇分解掉，加入的量与过量的乙酰氯相当，即GSH：醇的摩尔比为1.0:0.1~0.4；

3）减压回收溶剂；

4）将步骤3）得到的油状物溶解在丙酮和水的混合溶剂中，用三乙胺调节pH值至3.0~3.5，结晶得到S-乙酰基-L-谷胱甘肽（S-GSH）。

2.如权利要求1所述的S-乙酰基-L-谷胱甘肽(S-GSH)的合成方法，其特征为，所述的步骤4）中结晶方法为等电点沉淀法。