CN114213336A - β-丙氨酰-L-组氨的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多肽合成技术领域,尤其涉及β‑丙氨酰‑L‑组氨的制备方法。本发明提供的β‑丙氨酰‑L‑组氨的制备方法包括:将β‑丙氨酸与固体三光气反应制备1,3‑恶嗪烷‑2,6‑二酮后再开环制得β‑丙氨酰‑L‑组氨。该方法路线缩短至两个步骤,原料转化率高,后处理简单,且得到产品的纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及多肽合成技术领域,尤其涉及β-丙氨酰-L-组氨的制备方法。
背景技术
脱羧肌肽,化学名为β-丙氨酰-L-组氨(β-alanyl histamine),白色粉末,分子式为C8H14N4O·2HCl,化学结构式为:
β-丙氨酰-L-组氨是一种由β-丙氨酸和L-组氨构成的咪唑类二肽。1975年,β-丙氨酰-L-组氨最早在甲壳类动物体内被发现,随后在一些哺乳动物心脏中也有发现。该成分与肌肽结构类似,具有抗氧化功能,抗糖化功能,因为不会被体内的酶所识别而损失活性,所以具有更好的稳定性。1975年,β-丙氨酰-L-组氨最早在甲壳类动物体内被发现。
1994年,EXSYMOL Monaco首次将β-丙氨酰-L-组氨应用于化妆品领域,作为化妆品功能添加剂,在分子生物学、细胞、皮肤及临床进行了多方位研究。EXSYMOL相关发表文献显示,β-丙氨酰-L-组氨在皮肤中的抗氧化、氧化逆转、抗污染、抗老化。皮肤紧致,提供细胞能量、抗糖化及糖化逆转等方面显示出优秀的功能特性,特别是去糖化、抗糖毒、逆转糖化反应中间体糖基乙胺作用明显。
2008年,学者用分子模型法考察了β-丙氨酰-L-组氨对比肌肽的透皮效果及抗水解能力,β-丙氨酰-L-组氨显示出更好的透皮能力和稳定性。
有研究指出,β-丙氨酰-L-组氨的咪唑基含有柔性乙烯基侧链,对于组胺H3受体-配体有重要的相互作用。从一些结果来看,脑组胺与β-丙氨酰-L-组氨之间存在一定的关系,在神经药物学中,β-丙氨酰-L-组氨将是一种新的组胺H3受体拮抗剂被研究。
目前报道的合成β-丙氨酰-L-组氨的方法,有些合成步骤长,后处理不方便;有些则需要使用到缩合剂,反应中涉及的β-丙氨酸需要把氨基保护,缩合完成后再脱去,总体路线长,导致总收率不高,成本较高。可见,目前尚缺少适宜大规模生产β-丙氨酰-L-组氨的方法。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供β-丙氨酰-L-组氨的制备方法,一起提高β-丙氨酰-L-组氨的收率和纯度。
本发明提供的β-丙氨酰-L-组氨的制备方法,包括:
步骤1:将β-丙氨酸溶液与固体三光气溶液反应,制得1,3-恶嗪烷-2,6-二酮;
步骤:2:将组胺二盐酸盐和碳酸钠的溶液与1,3-恶嗪烷-2,6-二酮溶液反应,获得β-丙氨酰-L-组氨。
本发明中,步骤1中所述β-丙氨酸与固体三光气的摩尔比为1:(1.15~1.35)。
一些实施例中,所述β-丙氨酸与固体三光气的摩尔比为1:1.35或0.56:0.64。
本发明中,步骤1中所述β-丙氨酸溶液的溶剂为四氢呋喃,所述固体三光气溶液的溶剂为四氢呋喃。
本发明中,所述β-丙氨酸溶液中β-丙氨酸与四氢呋喃的质量-体积比为1g:(5~10)mL;
一些实施例中,所述β-氨酸溶液中β-丙氨酸与四氢呋喃的质量-体积比为1g:10mL。
本发明中,所述固体三光气溶液中固体三光气溶液与四氢呋喃的质量-体积比为1g:(2~3)mL。
一些实施例中,所述固体三光气溶液中固体三光气溶液与四氢呋喃的质量-体积比为191.5g:500mL、400.6g:890mL。
本发明中,步骤1中所述反应的条件包括18~30℃,反应8~14h。
一些实施例中,步骤1中所述反应的温度为室温。本发明中,所述室温优选为18~30℃。一些实施例中,步骤1中所述反应的时间为8h、10h或14h。
在步骤1的反应中,将固体三光气溶液滴加入β-丙氨酸溶液,所述滴加的速度为10ml/min。
本发明中,步骤1中所述反应后,去除四氢呋喃,产物以乙酸乙酯溶解后,依次以碳酸氢钠水溶液和水清洗,干燥后获得1,3-恶嗪烷-2,6-二酮。
本发明中,步骤2中1,3-恶嗪烷-2,6-二酮、组胺二盐酸盐和碳酸钠的摩尔比为1:(1.1~1.3):(1.5~2.8)。
一些实施例中,步骤2中1,3-恶嗪烷-2,6-二酮、组胺二盐酸盐和碳酸钠的摩尔比为1:1.1:1.5、1:1.1:2.0、1:1.1:2.5或1:1.1:2.8。
本发明中,步骤2中所述组胺二盐酸盐和碳酸钠的溶液的溶剂为水。
在本发明实施例中,所述组胺二盐酸盐与水的质量-体积比为1g:(1~5)mL;所述碳酸钠与水的质量-体积比为1g:(1~5)mL。
在一些实施例中,所述组胺二盐酸盐与水的质量-体积比为202.47g:500mL;所述碳酸钠与水的质量-体积比为159.0g:500mL、212.0g:500mL、264.9g:500mL或296.7g:500mL。
本发明中,步骤2中所述1,3-恶嗪烷-2,6-二酮溶液的溶剂为乙腈。
本发明中,步骤2中,所述反应的条件包括25~35℃,反应24~36小时,至无二氧化碳溢出。
一些实施例中,步骤2中,所述反应的条件包括30℃,反应24、30、36小时,至无二氧化碳溢出。
在步骤2的反应中,将1,3-恶嗪烷-2,6-二酮溶液滴加入组胺二盐酸盐和碳酸钠的溶液,滴加的速度为20ml/min。
本发明中,步骤2所述反应后,产物去除溶剂后以乙酸乙酯打浆,经过滤得到β-丙氨酰-L-组氨粗品,将β-丙氨酰-L-组氨粗品在酸性环境以甲醇水溶液结晶,获得β-丙氨酰-L-组氨。
一些实施例中,所述甲醇水溶液中,甲醇的体积分数为83.33%。
一些实施例中,所述酸性环境的pH值为3。一些具体实施例中,由稀盐酸调节pH值。
本发明提供的β-丙氨酰-L-组氨的制备方法包括:将β-丙氨酸与固体三光气反应制备1,3-恶嗪烷-2,6-二酮后再开环制得β-丙氨酰-L-组氨。该方法路线缩短至两个步骤,原料转化率高,后处理简单,且得到产品的纯度高。
具体实施方式
本发明提供了β-丙氨酰-L-组氨的制备方法,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
本发明提供的β-丙氨酰-L-组氨的制备方法包括制备1,3-恶嗪烷-2,6-二酮和制备β-丙氨酰-L-组氨两个步骤。具体为:
1,3-恶嗪烷-2,6-二酮的制备(I)
在反应器中加入β-丙氨酸1倍和四氢呋喃5-10倍(重量比),搅拌均匀后在室温下滴加入固体三光气与四氢呋喃的混合液,固体三光气的加入量为1.15-1.35当量,溶解固体三光气的无水四氢呋喃用量为β-丙氨酸重量5-10倍,滴加完毕后,继续室温下搅拌反应8-14小时,反应结束后,减压除去溶剂四氢呋喃,残余物用乙酸乙酯溶解,乙酸乙酯的用量为β-丙氨酸的重量的2倍量,乙酸乙酯有机相用10%的碳酸氢钠水溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥后,过滤除去干燥剂,减压蒸馏除去乙酸乙酯得到残余物1,3-恶秦烷-2,6-二酮粗品,粗品无需纯化,可直接用于下一步反应。
β-丙氨酰-L-组氨的制备(II)
在反应器中加入组胺二盐酸盐1.1-1.3当量,碳酸钠1.5-2.8当量,水5-10倍(重量比),搅拌至溶清后滴加1,3-恶嗪烷-2,6-二酮1当量与乙腈5-10倍(重量比)混合液,搅拌均匀后升温至30℃反应24-36小时,无二氧化碳溢出,反应结束后减压蒸馏除去溶剂乙腈和水,将残余物倒入2倍量乙酸乙酯中,打浆过滤得到固体,为β-丙氨酰-L-组氨粗品,用稀盐酸调PH=3,经甲醇水结晶得到精品β-丙氨酰-L-组氨。
本发明采用的试材皆为普通市售品,皆可于市场购得。下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1.
1,3-恶嗪烷-2,6-二酮的制备
在3000mL反应瓶中,加入β-丙氨酸89.1g(1mol)与890mL四氢呋喃,室温下搅拌均匀后滴加入890ml四氢呋喃与固体三光气400.6g(1.35mol)的混合液。滴加完毕后,继续室温下搅拌8小时,减压除去四氢呋喃。残余物用乙酸乙酯溶解,乙酸乙酯的用量为180ml,乙酸乙酯有机相用20%的碳酸钠水溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥后,过滤除去干燥剂,减压蒸馏得到残余物1,3-恶嗪烷-2,6-二酮粗品,粗品为60.1g,收率为52.28%。
实施例2.
1,3-恶嗪烷-2,6-二酮的制备
在3000mL反应瓶中,加入β-丙氨酸89.1g(1mol)与890mL四氢呋喃,室温下搅拌均匀后滴加入890ml四氢呋喃与固体三光气400.6g(1.35mol)的混合液。滴加完毕后,继续室温下搅拌8小时,减压除去四氢呋喃。残余物用乙酸乙酯溶解,乙酸乙酯的用量为180ml,乙酸乙酯有机相用10%的碳酸钠水溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥后,过滤除去干燥剂,减压蒸馏得到残余物1,3-恶嗪烷-2,6-二酮粗品,粗品为69.6g,收率为60.47%。
实施例3.
1,3-恶嗪烷-2,6-二酮的制备
在3000mL反应瓶中,加入β-丙氨酸89.1g(1mol)与890mL四氢呋喃,室温下搅拌均匀后滴加入890ml四氢呋喃与固体三光气400.6g(1.35mol)的混合液。滴加完毕后,继续室温下搅拌8小时,减压除去四氢呋喃。残余物用乙酸乙酯溶解,乙酸乙酯的用量为180ml,乙酸乙酯有机相用10%的碳酸氢钠水溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥后,过滤除去干燥剂,减压蒸馏得到残余物1,3-恶嗪烷-2,6-二酮粗品,粗品为92.5g,收率为80.37%。
实施例4.
1,3-恶嗪烷-2,6-二酮的制备
在2000mL反应瓶中,加入β-丙氨酸50.0g(0.56mol)与500mL四氢呋喃,室温下搅拌均匀后滴加入500ml四氢呋喃与固体三光气191.5g(0.64mol)的混合液。滴加完毕后,继续室温下搅拌10小时,减压除去四氢呋喃。残余物用乙酸乙酯溶解,乙酸乙酯的用量为100ml,乙酸乙酯有机相用10%的碳酸氢钠水溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥后,过滤除去干燥剂,有机相减压蒸馏得到残余物1,3-恶嗪烷-2,6-二酮粗品,粗品为56.7g,收率为88.1%。
实施例5.
1,3-恶嗪烷-2,6-二酮的制备
在3000mL反应瓶中,加入β-丙氨酸89.1g(1mol)与890mL四氢呋喃,室温下搅拌均匀后滴加入890ml四氢呋喃与固体三光气400.6g(1.35mol)的混合液。滴加完毕后,继续室温下搅拌10小时,减压除去四氢呋喃。残余物用乙酸乙酯溶解,乙酸乙酯的用量为180ml,乙酸乙酯有机相用10%的碳酸氢钠水溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥后,过滤除去干燥剂,减压蒸馏得到残余物1,3-恶嗪烷-2,6-二酮粗品,粗品为103.6g,收率为90.02%。
实施例6.
1,3-恶嗪烷-2,6-二酮的制备
在2000mL反应瓶中,加入β-丙氨酸50.0g(0.56mol)与500mL四氢呋喃,室温下搅拌均匀后滴加入500ml四氢呋喃与固体三光气191.5g(0.64mol)的混合液。滴加完毕后,继续室温下搅拌14小时,减压除去四氢呋喃。残余物用乙酸乙酯溶解,乙酸乙酯的用量为100ml,乙酸乙酯有机相用10%的碳酸氢钠水溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥后,过滤除去干燥剂,有机相减压蒸馏得到残余物1,3-恶嗪烷-2,6-二酮粗品,粗品为61.2g,收率为95.2%。
实施例7.
β-丙氨酰-L-组氨的制备
在2000ml反应器中加入组胺二盐酸盐202.47g(1.1mol),碳酸钠159.0g(1.5mol),水500ml,搅拌至溶清后滴加1,3-恶嗪烷-2,6-二酮115.0g(1mol,实施例4制得)与乙腈500ml混合液,搅拌均匀后升温至30℃反应24小时,无二氧化碳溢出,反应结束后减压蒸馏除去溶剂乙腈和水,将残余物倒入240ml乙酸乙酯中,打浆过滤得到固体,为β-丙氨酰-L-组氨粗品,用稀盐酸调至PH=3,经甲醇水结晶得到精品β-丙氨酰-L-组氨191.3g,收率为75.0%。
1H NMR(400MHz,D2O)δ8.63(s,1H),7.32(s,1H),3.60-3.56(m,2H),3.30-3.26(m,2H),3.03-2.99(m,2H),2.74-2.68(m,2H).
实施例8.
β-丙氨酰-L-组氨的制备
在2000ml反应器中加入组胺二盐酸盐202.47g(1.1mol),碳酸钠212.0g(2.0mol),水500ml,搅拌至溶清后滴加1,3-恶嗪烷-2,6-二酮115.0g(1mol,实施例3制得)与乙腈500ml混合液,搅拌均匀后升温至30℃反应30小时,无二氧化碳溢出,反应结束后减压蒸馏除去溶剂乙腈和水,将残余物倒入240ml乙酸乙酯中,打浆过滤得到固体,为β-丙氨酰-L-组氨粗品,用稀盐酸调至PH=3,经甲醇水结晶得到精品β-丙氨酰-L-组氨198.7g,收率为77.9%。
实施例9.
β-丙氨酰-L-组氨的制备
在2000ml反应器中加入组胺二盐酸盐202.47g(1.1mol),碳酸钠264.9g(2.5mol),水500ml,搅拌至溶清后滴加1,3-恶嗪烷-2,6-二酮115.0g(1mol,实施例4制得)与乙腈500ml混合液,搅拌均匀后升温至30℃反应36小时,无二氧化碳溢出,反应结束后减压蒸馏除去溶剂乙腈和水,将残余物倒入240ml乙酸乙酯中,打浆过滤得到固体,为β-丙氨酰-L-组氨粗品,用稀盐酸调至PH=3,经甲醇水结晶得到精品β-丙氨酰-L-组氨208.2g,收率为81.6%。
实施例10.
β-丙氨酰-L-组氨的制备
在2000ml反应器中加入组胺二盐酸盐202.47g(1.1mol),碳酸钠296.7g(2.8mol),水500ml,搅拌至溶清后滴加1,3-恶嗪烷-2,6-二酮115.0g(1mol,实施例4制得)与乙腈500ml混合液,搅拌均匀后升温至30℃反应24-36小时,无二氧化碳溢出,反应结束后减压蒸馏除去溶剂乙腈和水,将残余物倒入240ml乙酸乙酯中,打浆过滤得到固体,为β-丙氨酰-L-组氨粗品,用稀盐酸调至PH=3,经甲醇水结晶得到精品β-丙氨酰-L-组氨217.6g,收率为85.3%。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.β-丙氨酰-L-组氨的制备方法,其特征在于,包括:
步骤1:将β-丙氨酸溶液与固体三光气溶液反应,制得1,3-恶嗪烷-2,6-二酮;
步骤:2:将组胺二盐酸盐和碳酸钠的溶液与1,3-恶嗪烷-2,6-二酮溶液反应,获得β-丙氨酰-L-组氨。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中所述β-丙氨酸与固体三光气的摩尔比为1:(1.15~1.35)。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中所述β-丙氨酸溶液的溶剂为四氢呋喃,所述固体三光气溶液的溶剂为四氢呋喃。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,
所述β-丙氨酸溶液中β-丙氨酸与四氢呋喃的质量-体积比为1g:(5~10)mL;
所述固体三光气溶液中固体三光气溶液与四氢呋喃的质量-体积比为1g:(2~3)mL。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中所述反应的条件包括18~30℃,反应8~14h。
6.根据权利要求1~5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤1中所述反应后,去除四氢呋喃,产物以乙酸乙酯溶解后,依次以碳酸氢钠水溶液和水清洗,干燥后获得1,3-恶嗪烷-2,6-二酮。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2中1,3-恶嗪烷-2,6-二酮、组胺二盐酸盐和碳酸钠的摩尔比为1:(1.1~1.3):(1.5~2.8)。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法,其特征在于,步骤2中,
所述组胺二盐酸盐和碳酸钠的溶液的溶剂为水,
所述1,3-恶嗪烷-2,6-二酮溶液的溶剂为乙腈。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述反应的条件包括:25~35℃反应24~36小时,至无二氧化碳溢出。
10.根据权利要求1~8任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤2所述反应后,产物去除溶剂后以乙酸乙酯打浆,经过滤得到β-丙氨酰-L-组氨粗品,将β-丙氨酰-L-组氨粗品在酸性环境以甲醇水溶液结晶,获得β-丙氨酰-L-组氨。
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