CN1235871C - D－酪氨酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
D-酪氨酸的制备方法，将DL-酪氨酸酯化衍生后得到DL-酪氨酸酯；在纯醇溶剂中将上述的DL-酪氨酸酯用光学活性的酒石酸作拆分剂，反应生成互为非对映体的酪氨酸酯酒石酸盐；将所述酪氨酸酯酒石酸盐水解同时除去拆分剂，脱去酯基，得到D-酪氨酸。利用互为非对映体的酪氨酸酯酒石酸盐在纯醇中的溶解度差异进行分离，使D-酪氨酸的制备工艺简单，与酶法拆分相比更有利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及D型氨基酸的制备方法，特别是关于使用化学拆分剂拆分外消旋体酪氨酸，得到D-酪氨酸的方法。
背景技术
酪氨酸，又名α-氨基-β对羟苯基丙酸、对羟基苯丙氨酸。英文名为Tyrosine，或α-Amino-β-(p-hydroxyphenyl)propinic acid、3-(4-hydroxyphenyl)-L-Alanine。酪氨酸是一种典型的中性氨基酸(氨基和羧基数量相同)，分子结构中具有一个手性中心，因而具有一对对映体的存在，即L型和D型酪氨酸，其结构如下式所示：
L(-)-酪氨酸 D(+)-酪氨酸
L-酪氨酸是一种天然氨基酸，其性能很早就已被人们所认识，迄今在医药、食品、化工等领域有着相当广泛的应用，例如，L-酪氨酸可作为食品、饲料的添加剂，医疗上可用于复合氨基酸输液等。D-酪氨酸是非天然氨基酸，过去一直认为是无用的。近年来，随着科学研究的不断深入，发现D-酪氨酸在生命活动和药物制备中具有L-酪氨酸所不能替代的作用，D-酪氨酸已成为一种具有广泛应用前景的手性源，即可以以其作为手性前体合成一系列手性药物，而这些手性药物具有一些特殊的功效。例如，以D-酪氨酸为前体，合成的阿托西班是重要的保胎药；合成的多肽在治疗恶性肿瘤有特殊疗效；合成的茴香霉素具有抗原虫、抗变型虫、抗真菌、抗肿痛、防治植物真菌病等作用；还可以合成用于治疗霉菌、霉红菌、酵母菌、寄生虫感染的抗菌药；以及合成对肺部、中枢神经系统、肝脏、关节、心内膜、眼、耳、皮肤、肠胃、泌尿系统炎症疗效极好的消炎药等等。目前，这些药物大多还处在药理药效的临床实验阶段，倘若这些药物能全面上市，D-酪氨酸的需求量势必会急剧上升，然而据了解，目前国内外还没有大规模生产D-酪氨酸的企业，因而加速D-酪氨酸制备技术的研究开发是十分必要的。
迄今，关于D-酪氨酸的拆分制备技术的国外鲜有报道，而国内几乎没有。文献(Sealock R.R.Sealock.Structure specificity of tyrosine in ralation tothe metabolic action of ascorbic acid.J.Biol.chem.，1946，166(1)：1～6)报道将DL-酪氨酸酰化后得到N-乙酰-DL-酪氨酸，再用番木鳖碱拆分，得到的D-酪氨酸比旋光度为[α]25 D＝+10.3(c＝4，1N HCl)，总收率为62-66％。这种方法可以得到光学纯度较高的D-酪氨酸，但是拆分剂番木鳖碱价格昂贵，且有毒，无法实现工业化。文献(Suzuki Shunichi，Onishi Norimasa.Thermostable5-substituted hydantoin racemase from Microbacterium and use for producingoptically active amino acid.EP 2001-119275 9 Aug 2001)报道利用海因酶可以选择性地催化水解5-羟苄基海因消旋体，生成D-N-甲酰酪氨酸，同时消旋L-5-羟苄基海因成为消旋体海因，最后将D-N-甲酰酪氨酸在水解酶的作用下，脱酰胺生成D-酪氨酸。但是酶拆分工艺较为复杂，一般需衍生、脱衍生剂等过程，并且专一性好的酶难以获取，酶容易失去活性，这些因素限制了酶拆分法的应用。
发明内容
本发明的目的是针对上述拆分DL酪氨酸所存在的缺陷，研究开发一种新的拆分方法，以获得光学纯的D-酪氨酸。
本发明采用的技术方案是：D-酪氨酸的制备方法，其特征是将DL-酪氨酸酯化衍生后得到DL-酪氨酸酯；将得到的DL-酪氨酸酯在纯醇溶剂中用酒石酸作为拆分剂，反应生成互为非对映体的酪氨酸酯酒石酸盐；将上述的酪氨酸酯酒石酸盐水解去酯基，同时除去拆分剂得到D-酪氨酸。
上述酯化反应中，DL酪氨酸在氯化亚砜作用下与无水醇反应生成酪氨酸酯盐酸盐，再加氨水中和得到DL-酪氨酸酯。
上述拆分反应中，拆分剂为手性酒石酸，手性酒石酸包括L-二羟基丁二酸和D-二羟基丁二酸。
DL-酪氨酸酯+酒石酸→L-酪氨酸酯·酒石酸盐+D-酪氨酸酯·酒石酸盐。
上述拆分反应中，酒石酸拆分剂与DL-酪氨酸酯的摩尔浓度比为1∶3～3∶1。
使用的溶剂为无水的醇类，例如甲醇，乙醇，丙醇或丁醇。纯醇类用量为5～10mL/g的DL-酪氨酸酯。
上述的酪氨酸酯酒石酸盐是互为非对映体的酪氨酸酯酒石酸盐，D-酪氨酸酯酒石酸盐可以在碱性条件下水解酯基和除去拆分剂同时完成，所用的碱性溶液为NaOH溶液。
L-酪氨酸酯·酒石酸盐与D-酪氨酸酯·酒石酸盐是互为非对映体盐，它们在纯醇溶剂中溶解度有差异，利用这种差异将它们分离，从而得到D-酪氨酸。
采用上述方法制得的D-酪氨酸符合药典的要求，比旋光度[α]25 D＝+10.6(c＝4，lN HCl)，以DL-酪氨酸中D酪氨酸为基准收率为25％。采用工业纯酒石酸为拆分剂价廉、来源广泛，并且容易回收，可以循环利用，利用互为非对映体的酪氨酸酯酒石酸盐在纯醇溶剂中溶解度差异进行分离，使D-酪氨酸的制备工艺简单，与酶法拆分相比更有利于工业化生产。
具体实施方式
实施例一：
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml无水乙醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部乙醇，得到酪氨酸乙酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用25％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸乙酯的类白晶体。
称取20.9g(0.1mol)前面制备的DL-酪氨酸乙酯和7.5g(0.3mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入200ml无水乙醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
将得到非对映体盐经多次重结晶至比旋光值不变时，逐渐加入按5N的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到产品D-酪氨酸。
实施例二
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml无水乙醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部乙醇，得到酪氨酸乙酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用25％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸乙酯的类白晶体.
称取20.9g(0.1mol)前面制备的DL-酪氨酸乙酯和30g(0.2mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入200ml无水乙醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
将得到非对映体盐经多次重结晶至比旋光值不变时，逐渐加入5N的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到的产品D-酪氨酸。
实施例三：
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml无水乙醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部乙醇，得到酪氨酸乙酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用25％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸乙酯的类白晶体.
称取20.9g(0.1mol)前面制备的DL-酪氨酸乙酯和30g(0.2mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入100ml无水乙醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
将得到非对映体盐经多次重结晶至比旋光值不变时，逐渐加入5N的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到的产品D-酪氨酸。
实施例四：
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml无水甲醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部甲醇，得到酪氨酸甲酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用25％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸甲酯的类白晶体。
称取19.5g(0.1mol)DL-酪氨酸甲酯和7.5g(0.05mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入200ml无水甲醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
得到非对映体盐一次重结晶，逐渐加入5N的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到的固体D-酪氨酸。
实施例五：
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml无水甲醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部甲醇，得到酪氨酸甲酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用25％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸甲酯的类白晶体。
称取19.5g(0.1mol)DL-酪氨酸甲酯和7.5g(0.05mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入100ml无水甲醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
得到非对映体盐经多次重结晶至比旋光值不变时，逐渐加入5N的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到的固体D-酪氨酸。
实施例六：
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml无水甲醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部甲醇，得到酪氨酸甲酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用5％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸甲酯的类白晶体。
称取19.5g(0.1mol)DL-酪氨酸甲酯和5.85g(0.033mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入l00ml无水甲醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
得到非对映体盐经一次重结晶，逐渐加入5N制的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到的固体D-酪氨酸。
实施例七：
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml正丙醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部正丙醇，得到酪氨酸丙酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用25％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸丙酯的类白晶体。
称取22.3g(0.1mol)DL-酪氨酸丙酯和7.5g(0.05mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入100ml正丙醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
得到非对映体盐经多次重结晶后，逐渐加入5N的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到的固体D-酪氨酸。
实施例八：
在250ml干燥的三口烧瓶中加入100ml正丁醇，冷却到-10℃，在此温度下缓慢滴加10ml氯化亚砜，控制反应温度-10～-5℃之间，滴加完毕，加入20gDL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，此时酪氨酸已全部溶解。减压蒸馏，蒸去全部正丁醇，得到酪氨酸丁酯盐酸盐，加100ml去离子水，冷却至0℃，用25％氨水调节pH值8.5～9.0，析出的晶体经抽滤，干燥得到DL-酪氨酸丁酯的类白晶体。
称取22.3g(0.1mol)DL-酪氨酸丁酯和7.5g(0.05mol)酒石酸于250ml三口烧瓶中，加入100ml正丁醇，加热至回流，保温半小时，缓慢冷却至0℃，搅拌两小时，过滤，干燥，得到非对映体盐，称重并测定其比旋光值。
得到非对映体盐经多次重结晶后，逐渐加入5N的NaOH溶液中，常温下水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到的固体D-酪氨酸。
Claims (8)
1、D-酪氨酸的制备方法，其特征是将DL-酪氨酸酯化衍生后得到DL-酪氨酸酯；将得到的DL-酪氨酸酯在纯醇溶剂中用酒石酸作拆分剂，反应生成互为非对映体的酪氨酸酯酒石酸盐；上述的酪氨酸酯酒石酸盐水解去酯基，同时除去拆分剂得到D-酪氨酸。
2、根据权利要求1所述的D-酪氨酸的制备方法，其特征是拆分剂与酪氨酸酯的摩尔浓度比为1∶3～3∶1。
3、根据权利要求1所述的D-酪氨酸的制备方法，其特征是在-10～-5℃的无水醇中滴加氯化亚砜，加入DL-酪氨酸，在20℃下反应两小时后，于70～80℃回流1～2个小时，减压蒸馏去残存醇，将得到的酪氨酸酯盐酸盐加入去离子水溶解、冷却至0℃，用25％的氨水调节PH值8.5～9.0水解析出DL-酪氨酸酯。
4、根据权利要求1所述的D-酪氨酸的制备方法，其特征是将DL-酪氨酸酯和酒石酸溶于纯醇溶剂中，加热回流、保温，缓慢冷却至0℃，搅拌过滤，干燥，得到非对映体酪氨酸酯酒石酸盐。
5、根据权利要求4所述的D-酪氨酸的制备方法，其特征是将非对映体酪氨酸酯酒石酸盐加入NaOH溶液中，常温水解15～30分钟，滴加3N的HCl溶液，调节pH值至5～6，过滤得到产品D-酪氨酸。
6、根据权利要求1所述的D-酪氨酸的制备方法，其特征是所述纯醇溶剂为无水甲醇、乙醇、正丙醇或正丁醇。
7、根据权利要求1所述的D-酪氨酸的制备方法，其特征是纯醇溶剂用量为5～10mL/g DL-酪氨酸酯。
8、根据权利要求1或5所述的D-酪氨酸的制备方法，其特征是非对映体酪氨酸酯酒石酸盐在碱性溶液中水解酯基和去除拆分剂同时完成。
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