CN107236021A - 一种多肽衍生物的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多肽衍生物的合成方法，属于多肽合成技术领域。所述方法包括：由C端为谷氨酰胺或天冬酰胺的酰胺类多肽在碱性条件下制成相应的酸性多肽；或由C端为谷氨酰胺或天冬酰胺及N端的R基为H、苄基或1‑4个碳原子的烷基的酰胺类多肽制得相应的氨基酸酯，反应完成后加碱制成相应的环，继续加碱得到相应的酸性氨基酸环肽。该方法结合谷氨酰胺或天冬酰胺的特有性质，在碱性或酸性条件下末端酰胺基易转化为羧基，原料稳定易得，从已有易制备直链肽入手，氨基转化为羧基直接合成其衍生物肽，达到简便高效快捷的目的。该方法周期短、副反应少、杂质易除去和质量稳定可靠等优点，为环肽合成领域创造一种新的技术路线和思路。

Description

一种多肽衍生物的合成方法

技术领域

本发明涉及多肽合成技术领域，具体涉及一种多肽衍生物的合成方法。

背景技术

随着氨基酸多肽合成技术的发展，多肽这一生命领域物质越来越受到关注，多肽药物在治疗上的重要性和优越性，引起广大药学工作者的重视和研究。

其中直链肽的研究最为广泛和深入，尤其在直链肽的合成技术方面无论是液相法还是固相法都已成熟。虽然许多直链肽体外具有很好的生物活性和稳定性，但是进入体内后活性很快消失。因为体内环境复杂，存在各种各样的酶。直链肽在酶的作用下很快降解，导致活性丧失。另外，直链肽在液相里的构象柔性使得不大容易符合受体的构象要求。

为了得到生物活性优秀, 半衰期长，受体选择性高的多肽，文献报道过很多多肽改造的方法，其中包括将直链多肽改造成环肽。这种大环分子具有明确的固定构象，能够与受体很好地契合，加上分子内不存在游离的氨基端和羧基端使得对氨肽酶和羧肽酶的敏感性大大降低。一般地说，环肽的代谢稳定性和生物利用度远远高于直链肽。近年来手性环状二肽在不对称氰醇化反应中的催化活性受到关注，在生物模拟、药物合成、纳米分子器件以及生物传感器等方面也得到了广泛应用。许多环二肽化合物都具有明确的生物活性，结构不复杂，原料易得，合成方法多等，在这一领域的研究成为热点，例如作为抗生素，苦味剂，植物生长抑制剂以及激素释放抑制剂等。已报道的环肽类化合物具有多方面的生物活性，包括抗肿瘤、抗HIV、抗菌、抗疟、安眠、抑制血小板聚集、降压、抑制酪氨酸酶、抑制环氧化酶、抑制脂质过氧化酶、雌性激素样、免疫抑制等生物活性,具有潜在的研究应用价值。顾可权、陈良、樊天林等在拟除虫菊酯合成上海华东师范大学出版社，1984 ,101～231，刘廷凤、韩邦友等在光学活性环(L-亮氨酰-L-组氨酸)二肽的合成Chemical Industry Times第18卷第3期2004年3月，武振羽、张韫宏等在环肽合成进展PROGRESS IN C HEM ISTRY第14卷第2期2002年3月等文献中都有进一步阐述。

鉴于环肽的诸多优点，近年来对多肽研究的热点已转移到环肽的合成和生物评价上。由于环肽的前体直链多肽所包含的氨基酸的数目和种类的千差万别，造成了环肽合成方法的多样化。常用方法为活泼酯和迭氮法，采用缩合剂制备也得到广泛应用。固相法也不断得到拓展和开发，因其能够有效地避免环合过程中二聚、多聚等副反应的发生。在缓冲液中利用蛋白酶合成环肽也是正在发展的方法之一。文献Abstracts of The 16t hAmerican Peptide Symposium (June 26-July 2, 1999 Minneapolis,USA)[C].1999:15和Holmes Christopher P.J.O rg .Chem [J]1997,62:2370-2380报道了Meutermans等人巧妙地将光敏感辅助剂融合在环肽合成过程中，有利于解决短的线型肽环化的困难，这种与常规合成方法不同的策略，不仅丰富了环肽合成方法学的内容，也为其他合成工作者提供了想象空间。

专利CN1973037二肽或二肽衍生物的制造方法中通过细胞培养用磷酸与选自供体腺苷中具有多磷酸激酶活性的蛋白质或具有生产该蛋白质能力的细胞的培养物或该培养物的处理物、具有ATP依赖性的、由1种以上的氨基酸或氨基酸衍生物在水性介质中共存，使二肽或二肽衍生物在该水性介质中生成、蓄积，从该水性介质回收该二肽或二肽衍生物。

专利105087709A介绍了一种利用酶催化多组分反应合成环肽的方法，在液相体系中，将二胺、异腈、醛引入多组分反应，不需要其他催化剂或者缩合剂，高效构建直链肽分子，在酶的催化作用下通过分子间扩链和分子内成环制备含有不同数量肽键单元的环肽。尤其在有水的作用下，生成的环肽纯度高于95％。

专利106518966A介绍了一种固相合成RGD环肽的方法，以氯树脂为起始树脂载体，依次连接多肽序列中相对应的Fmoc-氨基酸，得到多肽-2-Cl树脂；将多肽-2-Cl树脂进行全保护切割反应，切割液进行旋蒸、冻干，得到待环化全保护肽，将冻干的待环化全保护肽链样品用DCM溶解，进行液相环化，得到全保护环化肽。将环化液旋蒸进行切割、沉降反应，并采用反相高效液相色谱法纯化，冻干得到RGD环肽。与现有技术仅40~60％的收率相比较，产品收率有大幅度地提高，并且产品消旋率低，生物活性高，操作工艺简单。

专利104768966A介绍了涉及生产环肽化合物或其盐的方法，使环脂肽化合物或其盐与来源于属于Pseudomonas属的微生物的酰基转移酶接触，以使所述环脂肽的脂质酰基部分脱酰基。

环化反应属于分子内反应，需克服分子间副反应，找到可获得高产率的环肽合成方法已成为化学家们重视和努力的方向。综上现有合成此类物质，一般为单一氨基酸通过活泼酯，缩合，酶催化，固相法等方法制备，周期长，有些试剂和材料造价昂贵，且有些氨基酸性质特殊，反应过程中不易控制，副反应多，在选择合适路线方面需耗费大量时间及精力，限制了其产量和规模化应用，本方法充分利用酰胺类氨基酸多肽的相关特性，以原料易得直链肽为起始物，改变合成条件，直接合成其衍生物肽。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、生产成本低的多肽衍生物的合成方法，该方法结合酰胺类氨基酸特有性质，在碱性或酸性条件下末端酰胺基易转化为羧基，原料稳定易得，从已有易制备直链肽入手，氨基转化为羧基直接合成其衍生物肽，达到简便高效快捷的目的。该方法具有周期短、副反应少、杂质易除去和质量稳定可靠等优点。为环肽合成领域创造一种新的技术路线和思路。所述方法如下：

本发明实施例提供了一种多肽衍生物的合成方法，该方法包括：由C端为谷氨酰胺或天冬酰胺等的酰胺类多肽在碱性条件下制成相应的酸性多肽；或由C端为谷氨酰胺或天冬酰胺等及N端的R基为H、苄基或1-4个碳原子的烷基的酰胺类多肽制得相应的氨基酸酯（双酯），反应完成后加碱制成相应的环，继续加碱得到相应的酸性氨基酸环肽。前述两条路线中，C端的R基可以为-(CH₂)_nCONH₂；具体地，n为1和2，则酰胺类多肽为天冬酰胺多肽和谷氨酰胺多肽等。在前述两条路线中，该酰胺类多肽的肽键数量优选为1-6个，且为直链，最好组成中间肽链的氨基酸的侧链无功能基团以避免副反应或便于成环。

具体地，其反应流程式如下所示：

其中，路线(1)用于合成相应的酸性多肽，路线(2)用于合成相应的酸性氨基酸环肽。在路线(1)和(2)中，n2为1或2，即C端对应天冬酰胺和谷氨酰胺；在路线(1)和(2)中，（X）_n1为0-5个肽键的直链多肽残基，要求其侧链无功能基团以避免副反应或便于成环；R1要求具有较小的空间位阻，具体为H、不参与反应的苄基或1-4个碳原子的烷基；R2为甲基、乙基或异丙基等。

具体地，n1为0时（对应2-1），即酰胺类多肽为天冬酰胺或谷氨酰胺的二肽，其反应流程式如下所示：

其中，在路线(1)和(2)中，n2为1或2；在路线(1)和(2)中，R1为H、不参与反应的苄基或1-4个碳原子的烷基，R2为甲基、乙基或异丙基等。

具体地，n1为1-4之间的整数时（对应2-2），直链多肽残基为由甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸等中的一种或多种构成的多肽残基。

具体地，R1为H、甲基、异丙基、正丁基、异丁基或苄基等。

在n1为0时，酰胺类多肽包括丙氨酰谷氨酰胺、丙氨酰天冬氨酰胺、甘氨酰谷氨酰胺、甘氨酰天冬氨酰胺、缬氨酰谷氨酰胺、缬氨酰天冬氨酰胺、苯丙氨酰谷氨酰胺或苯丙氨酰天冬酰胺等；相应的酸性多肽为丙氨酰谷氨酸、丙氨酰天冬氨酸、甘氨酰谷氨酸、甘氨酰天冬氨酸、缬氨酰谷氨酸、缬氨酰天冬氨酸、苯丙氨酰谷氨酸或苯丙氨酰天冬氨酸等；相应的酸性氨基酸环肽为环丙氨酰谷氨酸、环丙氨酰天冬氨酸、环甘氨酰谷氨酸、环甘氨酰天冬氨酸、环缬氨酰谷氨酸、环缬氨酰天冬氨酸、环苯丙氨酰谷氨酸或环苯丙氨酰天冬氨酸等。

其中，路线(1)包括：酰胺类多肽在极性溶剂中，酰胺类多肽的结构式如下：

加入碱调节pH为8.0-13.0，于30℃-80℃条件下反应，反应完成后加酸调节pH为2.0-6.0得到相应的酸性多肽，酸性多肽的结构式如下：

。

进一步地，路线(1)具体包括：酰胺类多肽在3-8倍体积的极性溶剂中，加入碱调节pH为8.0-13.0，于30℃-80℃（优选为50℃-80℃）条件下反应，反应完成后加酸（具体可以为盐酸）调节pH为2.0-6.0，减压浓缩干，用溶剂法提纯。具体地，加入溶剂析出产物，抽滤后加入水和醇的混合溶剂中精制得到相应的酸性多肽。其中，极性溶剂选自水、甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺、乙睛或丙酮等。

其中，路线(2)包括：酰胺类多肽在醇类溶剂中，酰胺类多肽的结构式如下：

于40℃-80℃在酯催化剂的作用下制成相应的氨基酸酯，氨基酸酯的结构式如下：

反应完成后加碱调节pH值至7.5-8.5制成相应的环，反应完成后继续加碱调节pH值至8.5-11.0制成相应的酸性氨基酸环肽, 酸性氨基酸环肽的结构式如下：

。

进一步地，路线(2)具体包括：酰胺类多肽在5-15倍体积的醇类溶剂（采用酯化反应常见的醇，如甲醇、乙醇、异丙醇等，相应地R2为甲基、乙基或异丙基等）中，于40℃-80℃在酯催化剂的作用下制成相应的氨基酸酯，酯催化剂的用量为3eq-4eq，酯催化剂具体可以为卤化试剂（如氯化亚砜），反应完成后加碱调节pH值至7.5-8.5制成相应的环，反应完成后继续加碱调节pH值至8.5-11.0进行水解，抽滤、精制得到相应的酸性氨基酸环肽。

其中，路线(1)和路线(2)中用到的碱选自氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液、氢氧化钾溶液、三乙胺或N、N-二异丙基乙胺等。

本发明通过多肽本身的特殊性质，针对性地采用适应的方法可以得到高纯度的产品，且操作简便，安全性高，适合于规模化生产。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不限于以下所述内容。

实施例1：丙氨酰谷氨酸合成

反应瓶中加入50g丙氨酰谷氨酰胺，200mL水溶解，搅拌下加入30g一水氢氧化锂，加完升温至60℃反应4h,加入盐酸调pH值2-3，减压浓缩，加入400mL乙醇，升温搅拌2h，降温至室温抽滤，烘干得粗品48.3g ，加入72mL水，热溶解，滴加560mL95%乙醇，滴完搅拌1小时，降温至室温抽滤，烘干得45.5g,纯度99.8%，收率90.6%。

实施例2：环-（丙氨酰谷氨酸）合成

反应瓶中加入50g丙氨酰谷氨酰胺，500mL甲醇搅拌，50℃以内滴加45g氯化亚砜，反应4h，加入50mL水，加入45g氢氧化锂调pH7.5-8.5，室温搅拌反应5小时，加入200mL水，20g氢氧化锂调pH9-11，搅拌3h,抽滤，为粗品，加入65mL纯水，滴加95%乙醇520mL，回流1h，降温至室温抽滤，重复上述精制步骤一次，烘干得40.5g，产物纯度90%，收率88%。

实施例3：甘氨酰谷氨酸合成

反应瓶中加入50g甘氨酰谷氨酰胺，200mL水溶解，搅拌下加入30g氢氧化钠，加完升温至60℃反应3h,加入盐酸调pH值至3-4，减压浓缩，加入400mL甲醇，升温搅拌2h，降温至室温抽滤，烘干得粗品48.5g ，加入75mL水，热溶解，滴加600mL95%乙醇，滴完搅拌1小时，降温至室温抽滤，烘干得45.8g,纯度99.5%，收率91.2%。

实施例4：环-（甘氨酰谷氨酸）合成

反应瓶中加入50g甘氨酰谷氨酰胺，500mL无水乙醇搅拌，50℃以内滴加50g氯化亚砜，反应4h，加入60mL水，加入40g氢氧化钠调pH7.5-8.5，室温搅拌反应5小时，加入200mL水，20g氢氧化钠调pH9.0-10.5，搅拌2h,抽滤，为粗品，加入60mL纯水，滴加95%乙醇480mL回流1h，降温至室温抽滤，重复上述精制步骤一次，烘干得产物纯度96.3%，40.5g，收率88.3%。

实施例5：甘氨酰天冬氨酸合成

反应瓶中加入40g甘氨酰天冬酰胺，160mL水溶解，搅拌下加入27g一水氢氧化锂，加完升温至60℃反应3h,加入盐酸调pH值至3-4，减压浓缩，加入320mL甲醇，升温搅拌2h，降温至室温抽滤，烘干得粗品38.5g ，加入70mL水，热溶解，滴加560mL95%乙醇，滴完搅拌1小时，降温至室温抽滤，烘干得36.4g,纯度98.7%，收率90.5%。

实施例6：环-（甘氨酰天冬氨酸）合成

反应瓶中加入甘氨酰天冬酰胺40g，400mL无水乙醇搅拌，50℃以内滴加氯化亚砜40g，反应4h，加入40mL水，加入氢氧化锂15g调pH7.5-8.5，室温搅拌反应3小时，加入200mL水，氢氧化锂15g调pH9-11，搅拌2h,抽滤，为粗品，加入60mL纯水，滴加95%乙醇480mL回流1h，降温至室温抽滤，重复上述精制步骤一次，烘干得产物31.9g，纯度97.3%,收率87.6%。

实施例7：甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-谷氨酸合成

反应瓶中加入40g甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-谷氨酰胺，160mL水溶解，搅拌下加入16g一水氢氧化锂，加完升温至60℃反应4h,加入盐酸调pH值至3-4，减压浓缩，加入320mL甲醇，升温搅拌2h，降温至室温抽滤，烘干得粗品37.3g ，加入75mL水，热溶解，滴加600mL95%乙醇，滴完搅拌1小时，降温至室温抽滤，烘干得35.1g,纯度98.3%，收率87.5%。

实施例8：环-（甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-谷氨酸）合成

反应瓶中加入甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-谷氨酰胺40g，400mL甲醇搅拌，50℃以内滴加氯化亚砜45g，反应4h，加入40mL水，加入氢氧化锂18g调pH7.5-8.5，室温搅拌反应3小时，加入200mL水，氢氧化锂14g调pH9-11，搅拌2h,抽滤，为粗品，加入50mL纯水，滴加95%乙醇400mL回流1h，降温至室温抽滤，重复上述精制步骤一次，烘干得产物33.2g，纯度97.6%,收率87.8%。

实施例9：甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-天冬氨酸合成

反应瓶中加入40g甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-谷氨酰胺，160mL水溶解，搅拌下加入12g一水氢氧化锂，加完升温至60℃反应3.5h,加入盐酸调pH值至3-4，减压浓缩，加入320mL甲醇，升温搅拌2h，降温至室温抽滤，烘干得粗品36.5g ，加入72mL水，热溶解，滴加570mL95%乙醇，滴完搅拌1小时，降温至室温抽滤，烘干得34.1g,纯度97.8%，收率85.3%。

实施例10：环-（甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-天冬氨酸）合成

反应瓶中加入甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰-天冬酰胺40g，400mL甲醇搅拌，50℃以内滴加氯化亚砜35g，反应5h，加入40mL水，加入氢氧化锂16g调pH7.5-8.5，室温搅拌反应3.5小时，加入200mL水，氢氧化锂15g调pH9-11，搅拌2h,抽滤，为粗品，加入70mL纯水，滴加95%乙醇560mL回流1h，降温至室温抽滤，重复上述精制步骤一次，烘干得产物32.5g，纯度96.8%,收率84.8%。

如上所述，以上描述仅在于展示本发明的多个实施例，显而易见，本领域的技术人员在不违背本发明的前提下，可进行部分修改和变更，上文的描述提及的内容仅作为说明性的例证，并非作为对本发明的限制；具有本文所述技术特征的三乙胺盐酸盐催化制备二氯卤代烷的方法，均落入本专利保护范围。

Claims (10)

1.一种多肽衍生物的合成方法，其特征在于，所述方法包括：

由C端为谷氨酰胺或天冬酰胺的酰胺类多肽在碱性条件下制成相应的酸性多肽；

或由C端为谷氨酰胺或天冬酰胺及N端的R基为H、苄基或1-4个碳原子的烷基的酰胺类多肽制得相应的氨基酸酯，反应完成后加碱制成相应的环，继续加碱得到相应的酸性氨基酸环肽。

2.根据权利要求1所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，其反应流程式如下所示：

其中， n2为1或2；（X）_n1为0-5个肽键的侧链无功能基团的直链多肽残基，R1为H、苄基或1-4个碳原子的烷基。

3.根据权利要求2所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，n1为0时，其反应流程式如下所示

其中， n2为1或2； R1为H、苄基或1-4个碳原子的烷基。

4.根据权利要求2所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，n1为1-4之间的整数时，所述直链多肽残基为由甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸中的一种或多种构成的多肽残基。

5.根据权利要求2或3所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，所述R1为H、甲基、异丙基、正丁基、异丁基或苄基。

6.根据权利要求2或3所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，所述酰胺类多肽包括丙氨酰谷氨酰胺、丙氨酰天冬氨酰胺、甘氨酰谷氨酰胺、甘氨酰天冬氨酰胺、缬氨酰谷氨酰胺、缬氨酰天冬氨酰胺、苯丙氨酰谷氨酰胺或苯丙氨酰天冬酰胺；相应的酸性多肽为丙氨酰谷氨酸、丙氨酰天冬氨酸、甘氨酰谷氨酸、甘氨酰天冬氨酸、缬氨酰谷氨酸、缬氨酰天冬氨酸、苯丙氨酰谷氨酸或苯丙氨酰天冬氨酸；相应的酸性氨基酸环肽为环丙氨酰谷氨酸、环丙氨酰天冬氨酸、环甘氨酰谷氨酸、环甘氨酰天冬氨酸、环缬氨酰谷氨酸、环缬氨酰天冬氨酸、环苯丙氨酰谷氨酸或环苯丙氨酰天冬氨酸。

7.根据权利要求2所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，路线(1)包括：

酰胺类多肽在极性溶剂中，加入碱调节pH为8.0-13.0，于30℃-80℃条件下反应，反应完成后加酸调节pH为2.0-6.0得到相应的酸性多肽。

8.根据权利要求7所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，在路线(1)中：

所述极性溶剂选自水、甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺、乙睛或丙酮。

9.根据权利要求2所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，路线(2)包括：

酰胺类多肽在醇类溶剂中，于40℃-80℃在酯催化剂的作用下制成相应的氨基酸酯，反应完成后加碱调节pH值至7.5-8.5制成相应的环，反应完成后继续加碱调节pH值至8.5-11.0制成相应的酸性氨基酸环肽。

10.根据权利要求9所述的多肽衍生物的合成方法，其特征在于，路线(2)包括：

酰胺类多肽在5-15倍体积的醇类溶剂中，于40℃-80℃在酯催化剂的作用下制成相应的氨基酸酯，所述酯催化剂的用量为3eq-4eq，反应完成后加碱调节pH值至7.5-8.5制成相应的环，反应完成后继续加碱调节pH值至8.5-11.0，抽滤、精制得到相应的酸性氨基酸环肽。