CN113087764B - 一种亮氨酸二肽的连续生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种亮氨酸二肽的连续生产方法，将亮氨酸和氢氧化钾和碳酸钾的水溶液与L‑亮氨酸‑N‑羧基环内酸酐的四氢呋喃溶液同步输入微通道反应器，进行反应，得到亮氨酸二肽。本发明工艺采用连续化作业，操作简便、易于掌握，反应效率高，而且没有放大效应。

Description

一种亮氨酸二肽的连续生产方法
技术领域
本发明涉及药物生产技术领域，尤其涉及一种亮氨酸二肽的连续生产方法。
背景技术
亮氨酸是一种重要的必需氨基酸，也是肌肉合成过程中必不可少的氨基酸。作为参与肌肉合成的关键氨基酸，亮氨酸可以预防肌肉流失，增加肌肉合成。同时，亮氨酸较其他氨基酸更容易形成乙酰辅酶A，为人体直接提供能量。乙酰辅酶A也可以用于制造酮体，有助于脂肪的消耗。此外，亮氨酸在肌肉恢复、提高训练耐力和稳定血糖等方面效果显著。专利WO2019204633公开了服用亮氨酸二肽在30分钟内提升血浆中亮氨酸的水平较直接服用亮氨酸高2.2倍，揭示了亮氨酸二肽是亮氨酸的优异替代品。专利CN108948138公开了一种两步法制备亮氨酸二肽的路线，即亮氨酸与三光气反应生成L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐，然后再与亮氨酸在碱性条件下反应得到亮氨酸二肽。该方法在小量制备时非常有效。然而，随着反应规模的放大，缩合步骤中三肽、四肽和聚合物杂质迅速增加。实验室公斤级放大时，反应液收率仅50％，三肽液相纯度为35％，四肽液相纯度为10％。显然，该工艺不适宜工业化生产。
Figure BDA0003010739690000011
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种操作简便、绿色环保、本质安全、质量稳定、效率高、可放大的制备亮氨酸二肽的工业化制备工艺。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种亮氨酸二肽的连续生产方法，包含以下步骤：
Figure BDA0003010739690000021
(1)将氢氧化钾和碳酸钾溶于水中，加入亮氨酸(II)，溶解后得到溶液 A；
(2)将L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐(III)溶于四氢呋喃中，得到溶液B；
(3)将溶液A和溶液B同步输入微通道反应器，进行反应；
(4)收集反应液，用醋酸调节pH至5～6，过滤后，收集析出物；
(5)将步骤(4)中得到的析出物用甲醇打浆后，分离固体，干燥，得到亮氨酸二肽(I)精品。
在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中，氢氧化钾与亮氨酸的质量比为 0.4～0.5:1；碳酸钾与亮氨酸的质量比为0.95～1.05:1；所述溶液A中亮氨酸的质量浓度为100～500g/L。
在本发明的一些实施方案中，步骤(2)中，L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐的质量浓度为120～600g/L。
在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中的溶液A中亮氨酸与溶液B中 L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐的输送质量比为1.15～1.25:1。
在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中，反应的温度为20～50℃。
在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中，反应的停留时间为2～30s
在本发明的一些实施方案中，反应的停留时间为，优选为8-20s。
在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中，溶液A与溶液B的流速为20-40 mL/min。
在本发明的一些实施方案中，步骤(3)之前还包括使用四氢呋喃冲洗管微通道反应器管路的步骤。
有益效果：
本发明工艺采用连续化作业，操作简便、易于掌握；本发明工艺可精确控制物料配比，绿色环保；本发明工艺持液量小，反应产生的热可被迅速移走，本质安全；本发明工艺强化了传质，大大降低了反应中杂质的生成，产品质量稳定；本发明工艺反应快，2～30秒即可完成反应，效率高，而且没有放大效应，是一种方便经济的亮氨酸二肽的生产工艺。
附图说明
图1是使用微通道反应器合成亮氨酸二肽的流程图。
具体实施方式
在本发明中，除非另有说明，否则使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。并且，本发明中所用实验室操作步骤均为相应领域内广泛使用的常规步骤。
本发明中所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。所有的试剂都是商品级的，并按照收到的标准使用。
本发明中提到的液相纯度指物料在液相中的峰面积百分比，反应液收率指外标法测定反应液中主成分的质量与理论质量的比值乘以100％。
本发明中用到的L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐可以参考Organic ProcessResearch&Development 2005年第9卷第757-763页制备，使用的L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐含量为98％。
本发明中所用到的微通道反应器为山东豪迈的碳化硅I型反应器，总持液量约17.4mL，温度范围为-20～150℃，压力范围为0-1.5MPa。
本发明中使用的缩写具有本领域常规含义，DMF为N,N-二甲基甲酰胺的缩写。
本发明的亮氨酸二肽的连续生产方法，包含以下步骤：
Figure BDA0003010739690000031
(1)将氢氧化钾和碳酸钾溶于水中，加入亮氨酸(II)，溶解后得到溶液 A；
(2)将L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐(III)溶于四氢呋喃中，得到溶液B；
(3)将溶液A和溶液B同步输入微通道反应器，进行反应；
(4)收集反应液，用醋酸调节pH至5～6，过滤后，收集析出物；
(5)将步骤(4)中得到的析出物用甲醇打浆后，分离固体，干燥，得到亮氨酸二肽(I)精品。
反应条件的筛选如表1所示，如选用氢氧化钾为碱(反应2)，反应液收率下降约10％；如用氢氧化钠/碳酸钠(反应3)或者氢氧化锂/碳酸锂(反应4)代替氢氧化钾/碳酸钾，反应液收率下降约7-15％；当使用氢氧化钠/碳酸钠时，有絮状固体生成，增加微通道反应器堵塞的风险；使用乙腈(反应5)或DMF(反应6)代替四氢呋喃，反应液收率降低，而且会有大量絮状固体生成，导致微通道反应器堵塞；增加碱的用量(反应7)，会导致L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐更迅速的水解造成亮氨酸的增加；降低碱的用量(反应8)，会导致亮氨酸的大量残留；升高或者降低反应温度，都会使反应液收率有所降低；当反应温度降为10℃ (反应11)时，大量亮氨酸残留(残留的L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐在淬灭过程中生成亮氨酸)；当反应温度升至60℃时，亮氨酸三肽和亮氨酸四肽明显增加，并且生成了一定量的聚合物；反应停留时间缩短至1s，大量亮氨酸剩余；反应时间延长对反应情况影响不大。
表1微通道反应条件的筛选
Figure BDA0003010739690000041
Figure BDA0003010739690000051
备注：1.收率基于亮氨酸计算；2.少量絮状固体析出；3.大量絮状固体析出。
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细的说明，但本发明不限于下面的实施例。
实施例1：亮氨酸二肽的制备
溶液A配置：0.43公斤氢氧化钾和1公斤碳酸钾溶解于5公斤水中，降至室温，加入1公斤亮氨酸搅拌溶解，补加水至总体积为8升，密封备用。
溶液B配置：1.2公斤L亮氨酸N羧基环内酸酐溶解于5升四氢呋喃中，搅拌溶解，补加四氢呋喃至总体积为8升，密封备用。
开启微通道反应器，用THF冲洗管路，调节温度稳定在38～40℃。
待仪器稳定后，按照溶液A:溶液B＝30mL/min:30mL/min进行进样，反应停留时间约17s。
收集反应液。
流加醋酸调节pH值至5～6；降温至0～5℃，搅拌，过滤，烘干得到粗品。
粗品加入甲醇，升温至45～50℃，搅拌，降温至0～5℃，搅拌，过滤得到产品，烘干，得到白色固体亮氨酸二肽1.71公斤，收率：92％，纯度：99.5％。
在实验室中，完成了10公斤亮氨酸二肽的放大，连续反应约25.5小时，反应的收率、纯度与1公斤的实验没有差别。
本发明的实施方式并不限于上述实施例所述，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以在形式和细节上对本发明做出各种改变和改进，而这些均被认为落入了本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种亮氨酸二肽的连续生产方法，其特征在于，包含以下步骤：
Figure FDA0004016071560000011
(1)将氢氧化钾和碳酸钾溶于水中，加入亮氨酸(II)，溶解后得到溶液A；
(2)将L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐(III)溶于四氢呋喃中，得到溶液B；
(3)将溶液A和溶液B同步输入微通道反应器，进行反应；
(4)收集反应液，用醋酸调节pH至5～6，过滤后，收集析出物；
(5)将步骤(4)中得到的析出物用甲醇打浆后，分离固体，干燥，得到亮氨酸二肽(I)精品；
步骤(1)中，氢氧化钾与亮氨酸的质量比为0.4～0.5:1；碳酸钾与亮氨酸的质量比为0.95～1.05:1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶液A中亮氨酸的质量浓度为100～500g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐的质量浓度为120～600g/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的溶液A中亮氨酸与溶液B中L-亮氨酸-N-羧基环内酸酐的输送质量比为1.15～1.25:1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，反应的温度为20～50℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，反应的停留时间为2～30s。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，反应的停留时间为8-20s。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，溶液A与溶液B的流速为20-40mL/min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)之前还包括使用四氢呋喃冲洗管微通道反应器管路的步骤。
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微通道反应器在合成反应中的应用;穆金霞等;《化学进展》;20080131;第20卷(第1期);摘要，第60-61页引言 *

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