CN116854605A - 一种合成l-别异亮氨酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成L‑别异亮氨酸的方法。主要解决通过不对称Claisen重排反应,或利用手性辅基立体控制不对称合成等等获得光学纯L‑别异亮氨酸存在的条件苛刻,操作繁琐,不适合放大生产的技术问题。本发明合成通过五个步骤,(1)(R)‑3‑甲基戊酸的溴化;(2)(3R)‑2‑溴‑3‑甲基戊酸的氨解;(3)(3R)‑2‑氨基‑3‑甲基戊酸的酯化;(4)(3R)‑2‑氨基‑3‑甲基戊酸乙酯的拆分;(5)L‑别异亮氨酸乙酯水解后得最终产品L‑别异亮氨酸。通过五步反应得到光学纯的目标产物。本发明具有高选择性,高收率,低成本,操作及纯化简便、经济效益好,更适合放大生成的优点。

Description

一种合成L-别异亮氨酸的方法
技术领域
本发明涉及一种合成L-别异亮氨酸的方法。L-别异亮氨酸是一种用于合成多肽药物的原料,属于药物合成化工技术领域。
背景技术
L-别异亮氨酸是天然L-异亮氨酸的非对映体之一,β-碳原子构型相反。由于这一特点,它经常被多肽化学家用于SAR研究,将L-别异亮氨酸并入肽链可引起构象变化。在具有支链侧链的氨基酸中,L-别异亮氨酸在抗生素等生物活性寡肽和环肽中起着重要作用,其潜力已引起了广泛的关注。
合成(Synthesis, 1999, 9, 1671–1677, Mikio Bakke等)报道了一种合成L-别异亮氨酸的合成方法,该方法是以(E)-but-2-en-1-yl (2,2,2-trifluoroacetyl)glycinate为原料经过金属螯合不对称Claisen重排反应得到立体异构混合物,其中(2S,3R)-构型占约90%,然后经过Aspergillus L-aminoacylase酶解选择性水解(2S,3R)-和(2S, 3S)-构型的三氟乙酰基得到一对非对映异构体,其中(2S,3R)-构型占约96.4%,再通过Crotalus L-amino acid oxidase氧化除掉(2S,3S)-异构体得到更纯的(2S,3R)-构型异构体,最后经过氢化得到L-别异亮氨酸。由于这个反应复杂,收率很低,不适宜放大生产。
合成线路如下:
四面体快报(Tetrahedron Letters, 27 (7), 831-834, 1986, Oppolzer,Wolfgang等)报道了一种合成L-别异亮氨酸的合成方法,该方法是以巴豆酰氯原料,利用(-)-N,N-二环己基-(1S)-异冰片-10-磺酰胺为手性辅基,通过不对称乙基化和不对称溴代,然后与叠氮化钠反应得到手性叠氮,最后在钛酸四苄酯作用下脱掉手性辅基,并用钯催化氢化还原得到L-别异亮氨酸。连续两步低温反应,分别用到了乙基锂和LDA,并用到剧毒试剂氰化物和叠氮化钠。反应条件苛刻,不适宜放大生产。
合成线路如下:
合成通讯(Synthetic Communications, 2000, vol. 30, # 12, p. 2245 -2252 Belzecki, Czeslaw等)报道了一种合成L-别异亮氨酸的合成方法,该方法是以巴豆酰氯原料,利用左旋樟脑磺内酰胺为手性辅基,通过不对称乙基化,水解后得到(R)-3-甲基戊酸。再利用右旋樟脑磺内酰胺为手性辅基,通过不对称羟胺化,然后用锌粉还原,最后用氢氧化锂水解脱掉手性辅基后得到L-别异亮氨酸。反应复杂,条件苛刻,不适宜放大生产。
合成线路如下:
发明内容
本发明的目的是公开一种简洁,高效,条件温和适合放大生产的用于合成L-别异亮氨酸的方法。主要解决通过不对称Claisen重排反应,或利用手性辅基立体控制不对称合成等等获得光学纯L-别异亮氨酸存在的条件苛刻,操作繁琐,不适合放大生产的技术问题。
本发明的技术方案为:一种合成L-别异亮氨酸的方法,其特征是:包括以下步骤:
步骤1:(R)-3-甲基戊酸在催化剂三溴化磷存在下,加入液溴,经溴化得到(3R)-2-溴-3-甲基戊酸;
步骤2:将步骤1得到的(3R)-2-溴-3-甲基戊酸在氨的甲醇溶液中经过氨解,得到(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸;
步骤3:将步骤2得到的(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸酯化得到(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯;
步骤4:将步骤3得到的(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯用经过L-二苯甲酰基酒石酸在有机溶剂中,加热,化学拆分得到L-别异亮氨酸乙酯的L-二苯甲酰基酒石酸盐,经碳酸氢钠游离后得到L-别异亮氨酸乙酯;
步骤5:将步骤4得到的L-别异亮氨酸乙酯经盐酸水解后,得到L-别异亮氨酸。
反应式如下:
上述反应中,第四步所述的有机溶剂为四氢呋喃、丙酮或甲基叔丁基醚中的一种;
第四步拆分的加热反应温度为45℃~55℃,优选温度为50℃。
本发明的有益效果:本发明以(R)-3-甲基戊酸为原料经过溴化,氨解,酯化,随后化学拆分,制备得到高光学纯度的手性L-别异亮氨酸。此方法原料便宜易得,反应条件温和,方法简洁,高效,且质量产率较高,经济有效,适于放大生产。
具体实施方式
实施例1
第一步,2-甲基戊酸的溴化
向2 L三口烧瓶中加入(R)-3-甲基戊酸 (116.1 g, 1.0 mol)和液溴 (67 mL)。室温下加入三溴化磷 (1 mL)。加毕,升温到70℃。反应4小时后,冷却,反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取两次。合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,滤液直接旋干,得到(3R)-2-溴-3-甲基戊酸 (152.1 g,产率78 %)。
第二步,(3R)-2-溴-3-甲基戊酸的氨解
向2 L三口烧瓶中加入(3R)-2-溴-3-甲基戊酸 (152.0 g, 0.78 mol)和甲醇(150 mL),搅拌,加入5 M的氨的甲醇溶液 (600 mL, 3.0 mol)。加热到50℃反应12小时。直接旋干,加入500 mL的无水乙醇,加热至50℃搅拌1小时。抽滤,滤液直接旋干,得到(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸 (92.2 g,产率90 %)。
第三步,(3R)-2-溴-3-甲基戊酸的酯化
向2 L三口烧瓶中加入(3R)-2-溴-3-甲基戊酸 (92.0, 0.70 mol) 和无水乙醇,置换氮气。冷却至0℃,滴加氯化亚砜 (85 g, 0.71 mol)。加毕,升温到78℃。反应6小时后,LC-MS分析显示没有原料。直接旋干,得到(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯盐酸盐。将得到的(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯盐酸用饱和碳酸氢钠溶液游离,pH = 8~9, 再用的乙酸乙酯萃取,饱和氯化钠溶液洗涤。有机相用无水硫酸钠干燥,旋干,得黄色油状物(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯(110.6 g, 产率99 %)。
第四步,(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯的化学拆分
向3 L三口烧瓶中加入(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯 (110.5 g, 0.69 mol)和四氢呋喃 (1500 mL),加热至50℃,加入L-二苯甲酰基酒石酸(173.0 g, 0.48 mol),温度50℃搅拌1小时。过滤收集析出的固体,并用四氢呋喃洗涤,干燥后得到 L-别异亮氨酸乙酯的L-二苯甲酰基酒石酸盐,将得到的L-别异亮氨酸乙酯的L-二苯甲酰基酒石酸盐用饱和碳酸氢钠溶液游离,pH = 8~9, 再用的乙酸乙酯萃取,饱和氯化钠溶液洗涤。有机相用无水硫酸钠干燥,旋干,得黄色油状物L-别异亮氨酸乙酯(32.9 g, 产率60 %)。
第五步,L-别异亮氨酸乙酯的水解
向250 mL三口烧瓶中加入L-别异亮氨酸乙酯 (32.9 g, 0.19 mol),用乙醇溶解,在室温下加入4 M的氢氧化钠水溶液 (100 mL),室温搅拌过夜。
次日,用3 N的盐酸调节pH = 6,过滤析出的固体,并用无水乙醇洗涤,干燥后得到产物37.1 g,产率93%。
1H NMR (D2O, 300 MHz): d 3.40 (d, J = 3.9 Hz, 1H), 1.83-1.79 (m, 1H),1.31-1.17 (m, 2H), 0.81 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 0.75 (d, J = 6.9 Hz, 3H)。
实施例2,第四步有机溶剂为丙酮,反应温度为45℃,其余同实施例1。
实施例3,第四步有机溶剂为四氢呋喃,反应温度为55℃,其余同实施例1。

Claims (4)

1.一种合成L-别异亮氨酸的方法,其特征是:包括下步骤:
步骤1:(R)-3-甲基戊酸在催化剂三溴化磷存在下,加入液溴,经溴化得到(3R)-2-溴-3-甲基戊酸;
步骤2:将步骤1得到的(3R)-2-溴-3-甲基戊酸在氨的甲醇溶液中经过氨解,得到(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸;
步骤3:将步骤2得到的(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸酯化得到(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯;
步骤4:将步骤3得到的(3R)-2-氨基-3-甲基戊酸乙酯用L-二苯甲酰基酒石酸在有机溶剂中,加热,化学拆分得到L-别异亮氨酸乙酯的L-二苯甲酰基酒石酸盐,经碳酸氢钠游离后得到L-别异亮氨酸乙酯;
步骤5:将步骤4得到的L-别异亮氨酸乙酯经盐酸水解后,得到L-别异亮氨酸;反应式如下:
2.根据权利要求1所述的一种合成L-别异亮氨酸的方法,其特征是:所述步骤4有机溶剂是四氢呋喃、丙酮或甲基叔丁基醚中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种合成L-别异亮氨酸的方法,其特征是:所述步骤4,加热反应温度是45℃~55℃。
4.根据权利要求3所述的一种合成L-别异亮氨酸的方法,其特征是:所述加热反应温度为50℃。
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