CN109251150B

CN109251150B - 一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法

Info

Publication number: CN109251150B
Application number: CN201811299315.5A
Authority: CN
Inventors: 黄宇; 王英; 樊艳茹
Original assignee: Ningxia Medical University
Current assignee: Ningxia Medical University
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2038-11-02
Also published as: CN109251150A

Abstract

本发明提供了一种2,3‑二氨基丙酸甲酯的制备方法，其以丝氨酸为原料，在甲醇中用氯化亚砜做催化剂制备丝氨酸甲酯，再与三苯基氯甲烷反应生成中间产物1，引入Trt基团，中间产物1以无水四氢呋喃为溶剂，在三苯基膦和DIAD的催化下，与邻苯二甲酰亚胺反应生成中间产物2，引入Pht基团，中间产物2在水合肼作用下脱去Pht基团生成中间产物3，最后中间产物3在盐酸乙醇中脱去Trt基团得到最终产物4。

Description

一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法

技术领域

本发明属于化合物制备领域，具体涉及一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法。

背景技术

在半胱氨酸蛋白酶的肽类抑制剂研发过程中，辉瑞公司合成了一系列经典拟肽抑制剂(其结构如结构式所示)，这类化合物主要用于抑制可导致普通感冒以及呼吸道和肠道疾病的单正链RNA病毒复制，如小RNA病毒家族中的人鼻病毒(HRV)和杯状病毒科中的诺瓦克病毒(NV)。由于这两种病毒中的人鼻病毒3C蛋白酶(HRV 3CP)和诺瓦克病毒蛋白酶(NVPro)的结合位点具有相似且高度保守的His-Cys-Glu催化三联体，用于特异性催化裂解Gln-Gly肽键，因此被认作是潜力靶标蛋白。这类拟肽抑制剂P1段大部分具有(S)-2-氨基-3-乙酰氨基丙酸(醛)或其衍生结构。在用于治疗免疫调节相关疾病的LFA-1/ICAM-1拮抗剂研究中，Zhong等合成的一系列四氢异喹啉衍生物(其结构如结构式所示)中也都具有(S)-2-氨基-3-取代氨基丙酸结构片段。

越来越多的研究发现，(S)-2-氨基-3-取代氨基丙酸是具有重要生物学功能的化学骨架，其衍生物(S)-2-氨基-3-乙酰氨基丙酸甲酯是重要的合成砌块。Desolms等以(S)-2-苄氧羰基氨基-3-氨基丙酸为原料，经酯化、乙酰化、脱Cbz保护3步反应得到目标化合物(具体见合成路线1)，该路线本质上是以(S)-2，3-二氨基丙酸分子骨架，其价格与常见基础化工原料相比也比较昂贵，因此，寻找一条简便、低成本合成2，3-二氨基丙酸衍生物的高效合成方法具有很强的应用价值。

2，3-二氨基丙酸作为一种非天然氨基酸，关于它的合成方法已经有一些报道，例如以天冬氨酸为原料经施密特反应，Upender K.Nadir等人以氮杂环丙烷衍生物和(R)-(+)-α-甲基苄基异氰酸酯为原料经过开环、还原和酸化等步骤也得到了2，3-二氨基丙酸，Vicente Gotor等人同样是以氮杂环丙烷衍生物为起始原料经过开环、氢化还原、胺基的保护和酸化等步骤得到了2，3-二氨基丙酸(具体见合成路线2)。但是这些方法或多或少有一些不足之处，例如反应条件不温和、起始原料难以得到和合成路线繁琐等。

发明内容

由于上述方法都存在各种缺陷，为解决上述技术问题，本发明并没有借鉴上述方法，而是提供了一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备新方法，以丝氨酸为起始原料，经过羧基、胺基的保护，光延反应以及最后的脱掉Pht和Trt基团这几个步骤，得到了最终化合物2，3-二氨基丙酸甲酯，该方法起始原料容易得到，反应条件温和。

本发明为达到上述技术目的，所采用的技术方案如下：

本发明以丝氨酸为原料，在甲醇中用氯化亚砜做催化剂制备丝氨酸甲酯，再与三甲基氯硅烷和三苯基氯甲烷反应生成中间产物1，引入Trt基团(三苯甲基)，中间产物1以无水四氢呋喃为溶剂，在三苯基膦和DIAD(偶氮二甲酸二异丙酯)的催化下，与邻苯二甲酰亚胺反应生成中间产物2，引入Pht基团(酰基)，中间产物2在水合肼作用下脱去Pht基团生成中间产物3，最后中间产物3在盐酸乙醇中脱去Trt基团得到最终产物4。

作为本发明的进一步改进，所述丝氨酸甲酯的制备方法如下：

将二氯亚砜缓慢加入甲醇中，冰水浴搅拌后反应1-1.5h，制得二氯亚砜-甲醇反应液；在二氯亚砜-甲醇中加入丝氨酸，搅拌，加热回流1.5-2h，除去溶剂；用乙醚重结晶，得到的白色固体，即为丝氨酸甲酯。所述二氯亚砜，商品名氯化亚砜。

优选的，除去溶剂时采用旋蒸法。

作为本发明的进一步改进，所述中间产物1的制备方法如下：

将丝氨酸甲酯溶于二氯甲烷中，加入DMF，室温下加入三苯基氯甲烷，回流1-1.5h，冷却至室温；把三乙胺溶于二氯甲烷滴加入反应体系中，滴加完毕回流45-60min，冷却至0℃；加入甲醇和三乙胺，间隔15min以上，分两次加入三甲基氯硅烷，搅拌过夜；

次日加入甲醇和三乙胺，搅拌15-20min，除溶剂，将残渣溶于乙酸乙酯中，倒入分液漏斗中，用柠檬酸稀溶液清洗后再水洗，再用饱和氯化钠溶液洗1次，有机层用无水硫酸钠干燥，浓缩有机层，柱层析分离得到白色固体，即为中间产物1。生成中间产物1的目的是引入Trt基团，对氨基进行保护。

优选的，除溶剂采用旋蒸法。

进一步的，所述柠檬酸稀溶液为浓度为5wt％的柠檬酸水溶液。

作为本发明的进一步改进，所述中间产物2的制备方法如下：

将中间产物1、邻苯二甲酰亚胺和三苯基膦溶于无水四氢呋喃中，氮气保护，冰水浴搅拌，把DIAD溶于无水四氢呋喃置于恒压滴液漏斗中缓慢滴加入反应体系，滴加完毕恢复室温，反应过夜；次日浓缩反应液，柱层析分离得到白色固体。这一步是为了引入Pht基团。

进一步的，所述柱层析选用的洗脱剂为，按体积比计，石油醚：乙酸乙酯＝5:1。

作为本发明的进一步改进，所述中间产物3的制备方法如下：

将化合物2悬浮于无水乙醇中，加入80wt％水合肼，室温搅拌，反应过夜；次日抽滤，旋干滤液，加入二氯甲烷溶解残渣，倒入分液漏斗中，用水洗2次，饱和氯化钠溶液洗1次，有机层用无水硫酸钠干燥，柱层析分离得到白色固体即为中间产物3。这一步的目的是为了脱去Pht基团。

进一步的，所述柱层析选用的洗脱剂为，按体积比计，乙酸乙酯：甲醇＝20:1。

作为本发明的进一步改进，所述终产物4的制备方法如下：

将化合物3溶于盐酸乙醇中，反应室温搅拌均匀，浓缩反应液，吸取浓缩液至EP管中，离心10min，弃去上清液。加入二氯甲烷摇荡，离心5min，弃去上清液，重复3次，即将加入二氯甲烷摇荡，离心5min，弃去上清液这一步骤重复三次，最后沉淀真空干燥。得到白色固体，即为终产物4。这一步的目的是为了脱去Trt基团。

本发明的合成路线如下：

(i)SOCl₂，CH₃OH；TMSCl，Triphenylmethyl Chloride，TEA，DCM；

(ii)PPh₃，DIAD，dry THF；

(iii)80％N₂H₄H₂O，C₂H₅OH；

(ⅳ)HCl，C₂H₅OH.

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果:

本发明提供了一条新的2，3-二氨基丙酸甲酯的合成路线，以丝氨酸为起始原料，经过丝氨酸的羧基和胺基的保护，光延反应以及最后的脱掉Pht和Trt基团这几个步骤，得到了最终化合物2，3-二氨基丙酸甲酯。本发明所述的方法具有起始原料易得，反应条件温和，收率也较高的特点。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例以丝氨酸为原料，在甲醇中用氯化亚砜与甲醇生成的活性酯反应制备丝氨酸甲酯，再与三苯基氯甲烷反应生成中间产物1，引入Trt基团，中间产物1以无水四氢呋喃为溶剂，在三苯基膦和偶氮二甲酸二异丙酯DIAD(分子式为：(CH₃)₂CHOOCN＝NCOOCH(CH₃)₂)的催化下，与邻苯二甲酰亚胺反应生成中间产物2，引入Pht基团，中间产物2在水合肼作用下脱去Pht基团生成中间产物3，最后中间产物3在盐酸乙醇中脱去Trt基团得到最终产物4。

具体的过程如下：

(1)丝氨酸甲酯的合成：

向100ml烧瓶中加入30ml甲醇，冰水浴搅拌，缓慢加入二氯亚砜(47.58mmol，3.46ml)，反应1h。向甲醇溶液中中加入丝氨酸(47.58mmol，5.00g)搅拌，加热回流1.5h，旋蒸除去溶剂，用乙醚重结晶，得到的白色固体即为丝氨酸甲酯。

(2)化合物1的合成：(该过程中丝氨酸甲酯和三苯基氯甲烷为反应原料，二氯甲烷，DMF，甲醇为溶剂，三乙胺为碱)

将丝氨酸甲酯(4.20mmol，0.5g)溶于20ml二氯甲烷中，加入约2ml DMF，室温加入三苯基氯甲烷，回流1h，冷却至室温，把三乙胺(14.72mmol，2.04ml)溶于二氯甲烷滴加入反应体系中，滴加完毕回流45min，冷却至0℃，加入0.25ml甲醇和三乙胺(4.21mmol，0.58ml)，超过间隔15min分两次加入三甲基氯硅烷(4.20mmo，1.17g)，搅拌过夜。次日加入0.84ml甲醇和三乙胺(4.21mmol，0.58ml)，搅拌15min，旋蒸除去溶剂，将残渣溶于乙酸乙酯中，倒入分液漏斗中，用5％的柠檬酸溶液洗3次，水洗2次，饱和氯化钠溶液洗1次，有机层用无水硫酸钠干燥，浓缩有机层，柱层析(石油醚：乙酸乙酯＝4:1)分离得到白色固体0.65g。收率为42.76％。¹H NMR(400MHz，Chloroform-d)δ7.53–7.43(d，J＝7.8Hz，6H，benzene-H)，7.32–7.26(m，6H，benzene-H)，7.22–7.15(t，3H，benzene-H)，3.79–3.65(m，1H，NHCHCO)，3.60–3.50(m，2H，HOCH₂)，3.30(s，3H，OCH₃).HR-MS m/z:[M+Na]⁺384.1554.

(2)化合物2的合成：(该过程中以化合物1，邻苯二甲酰亚胺为反应原料，三苯基磷，DIAD为缩合剂，四氢呋喃为反应溶剂)

将化合物1(8.3mmol，3g)、邻苯二甲酰亚胺(9.13mmol，1.34g)和三苯基膦(16.6mmol，4.35g)溶于40ml无水四氢呋喃中，氮气保护，冰水浴搅拌，把DIAD(16.6mmol，3.29ml)溶于无水四氢呋喃置于恒压滴液漏斗中缓慢滴加入反应体系，滴加完毕恢复室温，反应过夜。次日浓缩反应液，柱层析(石油醚：乙酸乙酯＝5:1)分离得到白色固体4.07g。收率为：91.89％。¹H NMR(400MHz，Chloroform-d)δ7.87(dd，J＝5.5，3.0Hz，2H，benzene-H)，7.73(dd，J＝5.5，3.0Hz，2H，benzene-H)，7.50–7.43(m，5H，benzene-H)，7.34–7.28(m，2H，benzene-H)，7.23–7.09(m，8H，benzene-H)，4.11–3.90(m，2H，NCH₂)，3.66(t，J＝6.7Hz，1H，NHCHCO)，3.13(s，3H，OCH₃).HR-MS m/z:[M+Na]⁺513.1776.

(4)化合物3的合成：(该过程中以化合物2为反应原料，水合肼为脱保护剂，乙醇为溶剂)

将化合物2(2.04mmol，1.00g)悬浮于20ml无水乙醇中，加入80％水合肼(6.12mmol，0.37ml)，室温搅拌，反应过夜。次日抽滤，旋干滤液，加入二氯甲烷溶解残渣，倒入分液漏斗中，用水洗2次，饱和氯化钠溶液洗1次，有机层用无水硫酸钠干燥，柱层析(乙酸乙酯：甲醇＝20:1)分离得到白色固体0.81g。收率为：84.38％。¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆)δ7.48–7.43(m，6H，benzene-H)，7.28(t，J＝7.6Hz，6H，benzene-H)，7.23–7.12(m，3H，benzene-H)，4.33(s，2H，NH₂)，3.57(td，J＝7.8，7.4，5.3Hz，1H，NHCHCO)，3.44–3.34(m，2H,NH₂CH₂)，3.11(s，3H，OCH₃).HR-MS m/z:[M+H]⁺383.1732.

(5)化合物4的合成：(该过程中以化合物3为原料，盐酸乙醇溶液为脱保护剂)

将化合物3(0.72mmol，0.26g)溶于约5ml盐酸乙醇中，反应室温搅拌0.5h。浓缩反应液，吸取浓缩液至EP管中，离心10min，弃去上清液。加入二氯甲烷摇荡，离心5min，弃去上清液，重复3次，最后沉淀真空干燥。得到白色固体0.084g，收率为98.82％。¹H NMR(400MHz，Deuterium Oxide)δ4.49(dd，J＝8.2，5.4Hz，1H，NH₂CHCO)，3.87(s，3H，OCH₃)，3.62–3.45(m，2H，NH₂CH₂).HR-MS m/z:[M+H]⁺119.0826.

本发明的整体合成路线如下：

(i)SOCl₂，CH₃OH；TMSCl，Triphenylmethyl Chloride，TEA，DCM；

(ii)PPh₃，DIAD，dry THF；(iii)80％N₂H₄H₂O，C₂H₅OH；(ⅳ)HCl，C₂H₅OH.

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法，其特征在于，其以丝氨酸为原料，在甲醇中用氯化亚砜做催化剂制备丝氨酸甲酯，再与三苯基氯甲烷反应生成中间产物1，引入Trt基团，中间产物1以无水四氢呋喃为溶剂，在三苯基膦和DIAD的催化下，与邻苯二甲酰亚胺反应生成中间产物2，引入Pht基团，中间产物2在80wt％水合肼无水乙醇中脱去Pht基团生成中间产物3，最后中间产物3在盐酸乙醇中脱去Trt基团得到最终产物4；

所述丝氨酸甲酯的制备方法如下：

将二氯亚砜缓慢加入甲醇中，冰水浴搅拌后反应1-1.5h，制得二氯亚砜-甲醇反应液；在二氯亚砜-甲醇中加入丝氨酸，搅拌，加热回流1.5-2h，除去溶剂；用乙醚重结晶即得白色固体丝氨酸甲酯；

所述中间产物1的制备方法如下：

将丝氨酸甲酯溶于二氯甲烷中，加入DMF，室温下加入三苯基氯甲烷，回流1-1.5h，冷却至室温；把三乙胺溶于二氯甲烷滴加入反应体系中，滴加完毕回流45-60min，冷却至0℃；加入甲醇和三乙胺，间隔15min以上分两次加入三甲基氯硅烷，搅拌过夜；次日加入甲醇和三乙胺，搅拌15-20min，除溶剂，将残渣溶于乙酸乙酯中，倒入分液漏斗中，用柠檬酸稀溶液清洗后再水洗，再用饱和氯化钠溶液洗1次，有机层用无水硫酸钠干燥，浓缩有机层，柱层析分离得到白色固体，即为中间产物1；

所述中间产物2的制备方法如下：

将中间产物1、邻苯二甲酰亚胺和三苯基膦溶于无水四氢呋喃中，氮气保护，冰水浴搅拌，把DIAD溶于无水四氢呋喃置于恒压滴液漏斗中缓慢滴加入反应体系，滴加完毕恢复室温，反应过夜；次日浓缩反应液，柱层析分离得到白色固体。

2.根据权利要求1所述的一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸稀溶液为浓度为5wt％的柠檬酸水溶液。

3.根据权利要求1所述的一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法，其特征在于，所述柱层析选用的洗脱剂为，按体积比计，石油醚：乙酸乙酯＝5:1。

4.根据权利要求1所述的一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法，其特征在于，所述中间产物3的制备方法如下：

将化合物2悬浮于无水乙醇中，加入80wt％水合肼，室温搅拌，反应过夜；次日抽滤，旋干滤液，加入二氯甲烷溶解残渣，倒入分液漏斗中，用水洗2次，饱和氯化钠溶液洗1次，有机层用无水硫酸钠干燥，柱层析分离得到白色固体即为中间产物3。

5.根据权利要求4所述的一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法，其特征在于，所述柱层析选用的洗脱剂为，按体积比计，乙酸乙酯：甲醇＝20:1。

6.根据权利要求4所述的一种2，3-二氨基丙酸甲酯的制备方法，其特征在于，所述终产物4的制备方法如下：

将化合物3溶于盐酸乙醇中，室温搅拌均匀，浓缩反应液，吸取浓缩液至EP管中，离心10min，弃去上清液,加入二氯甲烷摇荡，离心5min，弃去上清液，重复3次，最后沉淀真空干燥，得到白色固体，即为终产物4。