CN109053797A - 一种氧磷酸-l-酪氨酸的改进合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧磷酸‑L‑酪氨酸的改进合成方法，属于有机化学领域，L‑酪氨酸和五氧化二磷在85%的浓磷酸中反应，所述L‑酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸的摩尔比为1:1.5～3:4～8，所述氧磷酸‑L‑酪氨酸的改进合成方法还包括后处理，所述后处理包括以下步骤：反应完成后加水淬灭反应，将体系调节pH至2.5，析出固体。本发明采用的工艺路线简短，后处理简单易行，原料价廉易得，反应条件温和，收率较高，适用于工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于有机化学领域，具体涉及一种氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法。
背景技术
蛋白质磷酸化是调节和控制蛋白质活力和功能的最基本也是最重要的机制。蛋白质磷酸化主要发生在两种氨基酸上，一种是丝氨酸(包括苏氨酸)，另一种是酪氨酸。这两类氨基酸磷酸化的酶不一样，功能也不一样。丝氨酸磷酸化的主要作用是变构蛋白质以激活蛋白质的活力。而酪氨酸磷酸化除了在变构以及激活该蛋白的活力之外，更重要的功能是结合蛋白提供一个结构基因，以促进其和其他蛋白质相互作用而形成多蛋白复合体。多蛋白复合体的形成再进一步促进蛋白质的磷酸化。周而复始，由最初蛋白质磷酸化所产生的信号就一步步如此传递下去。如果最初产生的是一个刺激细胞生长的信号，此信号便最终转入细胞核，导至DNA复制和细胞分裂。酪氨酸磷酸化和多蛋白复合体的形成构成了细胞信号传导的基本机制，几乎所有的多肽细胞生长因子都是通过此途径来激活细胞，刺激细胞生长。因此酪氨酸激酶(tyrosine kinases)便成为信号传导机制和控制细胞生长的关键分子。酪氨酸激酶和蛋白质酪氨酸磷酸化在肿瘤的发生和生长中也起了决定性的作用。许多抗肿瘤药物的研制都着眼于此类分子。
酪氨酸磷酸化在蛋白质组学和基因工程中扮演着十分重要的作用，因此研究和合成氧磷酸-L-酪氨酸对于蛋白质磷酸化的仿生研究具有重大意义。
关于氧磷酸-L-酪氨酸的合成，早期文献报道了用L-酪氨酸的衍生物与三氯氧膦、吡啶在有机溶剂中进行磷酸化，然后再脱除保护基。这种方法存在反应路线长、操作繁琐以及使用有毒有机溶剂的弊端，并且此方法在后处理过程中氧膦键容易断裂，造成收率降低，纯度下降，不适合放大生产。
1983年Kemp,Bruce E.在synthesis中报道了直接用L-酪氨酸在6当量85％的浓磷酸中与4当量的五氧化二磷直接反应生成氧磷酸-L-酪氨酸，反应使用HPLC监控，后处理时先加水淬灭反应，然后用200倍质量体积比的正丁醇冷冻数小时析晶，然后再用冰水、无水乙醇和乙醚连续洗涤，干燥，收率50％。这种方法虽然避免了L-酪氨酸复杂的上保护去保护步骤，也避免了氧磷酸-L-酪氨酸产品的降解损失，但是存在以下缺陷：后处理中加水淬灭后，需要使用200倍体积比的正丁醇超量溶剂的使用，造成了大量的人力物力的浪费，同时分离纯化的不便造成无法实现真正的量产。
综上，现有技术在合成氧磷酸-L-酪氨酸的工艺存在反应步骤多，操作繁琐，分离纯化困难，成本高昂，不符合绿色环保要求等不足之处。
发明内容
为了解决上述现有技术制备氧磷酸-L-酪氨酸工艺存在的反应步骤多、使用有毒有机溶剂以及后处理超量溶剂使用造成分离纯化困难、成本高昂的问题，本发明提供一种能够克服现有的技术弊端，简便高效的合成氧磷酸-L-酪氨酸的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法，L-酪氨酸和五氧化二磷在85％的浓磷酸中反应，具体合成路线为：
其特征在于：所述L-酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸的摩尔比为1:1.5～3:4～8，所述氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法还包括后处理，所述后处理包括以下步骤：反应完成后加水淬灭反应，将体系调节pH至2.5，析出产品。
进一步的，所述L-酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸的摩尔比为1:1.5～2.5:4～6。
进一步的，反应温度范围为0～100℃。
进一步的，调节pH值时将体系降温至0℃以下。
进一步的，将所述产品用洗涤液洗涤，所述洗涤液为依次为水、乙醇和石油醚。
本发明的原理为：氧磷酸-L-酪氨酸的分子结构中含有一个羧基，一个氨基，一个磷酸基，查阅文献发现，各个基团的活泼氢的pKa值分别为:2(phosphate),2.4(-COOH),5.8(phosphate),9.4(-NH2)，综合计算氧磷酸-L-酪氨酸的等电点为2.5左右。氨基酸在等电点时溶解度一般溶解度最差，因此本发明通过调节氨基酸等电点的方法将产品从母液中分离出来。当五氧化二磷的摩尔当量为4当量时，部分L-酪氨酸发生了氧、氮双磷酸化，整个化合物结构呈现出酸性化合物性质，和氨水成铵盐，产品和副产物混合在一起导致无法析出固体，因此减少五氧化二磷的摩尔当量，可以直接用浓氨水直接调节析出产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明使用L-酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸直接反应，避免了复杂的保护与去保护步骤，减少操作，提高了产品质量和生产效率；本发明通过调节L-酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸的投料比例，降低五氧化二磷的使用量后，反应完成后加水淬灭反应，将体系调节pH至2.5，便可直接析出产品；与现有技术相比，本发明避免使用冷冻析晶的方法析出产品，既节约了溶剂，又优化了得到产品的工艺操作，提高了收率和工艺效率；
(2)本发明采用洗涤液洗涤产品，所述洗涤液为依次为水、乙醇和石油醚，用较少的洗涤液进一步对产品进行纯化，纯化步骤简单，产品纯度高；
(3)本发明合成氧磷酸-L-酪氨酸的方法，工艺简单，对工艺设备要求低，生产周期短，生产效率高，适用于工业化大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
实验例一
向100mL三口瓶中加入37.5g 85％磷酸(物质的量为0.33mol)和14.2g五氧化二磷(物质的量为0.10mol)，将反应体系搅拌至完全溶清后，加入9.06g酪氨酸(物质的量为0.05mol)；加毕后，升温至80℃反应24小时，点板检测至原料完全消失；然后加入20mL水，80℃搅拌30分钟后，降温至0℃以下，加入氨水调节pH至2.5，有大量固体析出，然后加入120mL水低温搅拌30分钟，过滤，沉淀用水洗涤，抽干；滤饼再用乙醇洗涤；抽干，再用石油醚洗涤，抽干；干燥，得到白色固体8.3g。
本实验例中，产品收率为63.63％，对产品进行检测，产品的旋光度为[α]D20＝-9.0(C＝1，2N HCl)，参考值[α]D20＝-8.8；元素分析：C％，39.33，N％，4.64，H％,5.01，与标准品一致。
实验例二
在500毫升三口瓶中加入38克85％磷酸(物质的量为0.34mol)，21.3克五氧化二磷(物质的量为0.15mol)，将反应体系搅拌至完全溶清后，加入10克酪氨酸(物质的量为0.055mol)。加毕后，升温至80℃反应24小时。点板检测至原料完全消失。然后加入22毫升水80℃搅拌30分钟，降温至0℃以下，加入氨水调节pH至2.5，有大量固体析出，然后加入100毫升水低温搅拌30分钟，过滤，沉淀用水洗涤，抽干；滤饼再用乙醇洗涤；抽干，再用石油醚洗涤，抽干；干燥，得到白色固体得到固体10.1克。
本实验例中，产品收率为70％，对产品进行检测，产品的旋光度为[α]D20＝-8.9(C＝1，2N HCl)，参考值[α]D20＝-8.8；元素分析：C％，39.34，N％，4.63，H％,5.00，与标准品一致。
实验例三
向500mL三口瓶中加入45g 85％磷酸(物质的量为0.40mol)和21.3g五氧化二磷(物质的量为0.15mol)，将反应体系搅拌至完全溶清后，加入18.2g酪氨酸(物质的量为0.10mol)；加毕后，升温至80℃反应24小时，点板检测至原料完全消失；然后加入25mL水，80℃搅拌30分钟后，降温至0℃以下，加入氨水调节pH至2.5，有大量固体析出，然后加入120mL水低温搅拌30分钟，过滤，沉淀用水洗涤，抽干；滤饼再用乙醇洗涤；抽干，再用石油醚洗涤，抽干；干燥，得到白色固体19.5g。
本实验例中，产品收率为74.66％，对产品进行检测，产品的旋光度为[α]D20＝-8.8(C＝1，2N HCl)，参考值[α]D20＝-8.8；元素分析：C％，39.34，N％，4.63，H％,5.01，与标准品一致。
实验例四
在5升三口瓶中加入400克85％磷酸(物质的量为3.55mol)，234克五氧化二磷(物质的量为1.65mol)，将反应体系搅拌至完全溶清后，加入100克酪氨酸(物质的量为0.55mol)。加毕后，升温至80℃反应24小时。点板检测至原料完全消失。然后加入2100毫升水80℃搅拌30分钟，降温至0℃以下，加入氨水调节pH至2.5，有大量固体析出，然后加入1000毫升水低温搅拌30分钟，过滤，沉淀用水洗涤，抽干；滤饼再用乙醇洗涤；抽干，再用石油醚洗涤，抽干；干燥，得到白色固体得到固体110克。
本实验例中，产品收率为76％，对产品进行检测，产品的旋光度为[α]D20＝-8.8(C＝1，2N HCl)，参考值[α]D20＝-8.8；元素分析：C％，39.32，N％，4.64，H％,5.02，与标准品一致。
实验例一至实验例三为小试，实施例四为放大中试。从上述实验例可以看出，本发明的氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法将L-酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸直接反应，避免了复杂的保护与去保护步骤，减少操作；反应后处理加水淬灭后直接调节体系PH值便可得到固体，将固体抽滤，依次用水、乙醇、石油醚洗涤滤饼，避免了背景技术中使用超量溶剂及冷冻析晶处理。本发明工艺简单，小试和中试产品收率显著提高，适用于工业化大规模生产。
Claims (5)
1.一种氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法，L-酪氨酸和五氧化二磷在85％的浓磷酸中反应，具体合成路线为：
其特征在于：所述L-酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸的摩尔比为1:1.5～3:4～8，所述氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法还包括后处理，所述后处理包括以下步骤：反应完成后加水淬灭反应，将体系调节pH至2.5，析出产品。
2.根据权利要求1所述的一种氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法，其特征在于：所述L-酪氨酸与五氧化二磷、浓磷酸的摩尔比为1:1.5～2.5:4～6。
3.根据权利要求1所述的一种氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法，其特征在于：反应温度范围为0～100℃。
4.根据权利要求1所述的一种氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法，其特征在于：调节pH值时将体系降温至0℃以下。
5.根据权利要求1所述的一种氧磷酸-L-酪氨酸的改进合成方法，其特征在于：将所述固体用洗涤液洗涤，所述洗涤液为依次为水、乙醇和石油醚。
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