一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法 |
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申请号 | CN201510992842.4 | 申请日 | 2015-12-25 | 公开(公告)号 | CN106916111A | 公开(公告)日 | 2017-07-04 |
申请人 | 上海予利化学科技有限公司; | 发明人 | 金健林; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4- 羧酸 的合成方法,该方法以L-谷 氨 酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。与 现有技术 相比,本发明提供了一条化学法合成(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的路线,合成工艺步骤简单,原料易得,产品纯度高,适合工业化大规模生产。 | ||||||
权利要求 | 1.一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,其特征在于,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 |
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说明书全文 | 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法技术领域[0001] 本发明属于环状氨基酸合成领域,涉及一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,尤其是涉及一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的化学合成方法。 背景技术[0002] (S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸,其化学结构式如下: [0003] [0004] 它是一种渗透压补偿溶质缓冲剂、柔润剂,属于天然物质,最早发现于微生物中,能够通过体内合成和体外转运两种途径在其细胞内积累,用以抵抗并调节自身过多的盐分,维持细胞内外渗透压平衡。可将其提取作为肌肤的活性成份,添加于护肤及防护产品中,以稳定蛋白质及细胞结构,减少紫外线及干燥的伤害。此外,它对皮肤还有很好的修复保护作用,是高档化妆品采用的生物工程制剂之一,已经在多个化妆品品牌中使用。目前,国外(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的生产主要是通过生物法合成,但菌株的来源有限,价格昂贵,且纯度仅为96%左右,而国内还没有开始工业化生产,只有一些研究报道,且所选的菌株活性以及产量与国外相比还存在一定差距。 [0005] 申请公布号为CN 101698662A的中国发明专利公开了一种1,4,5,6-四氢-2-甲基-4-嘧啶羧酸的人工合成方法,包括以下步骤:(1)取4-硝基苯酚醋酸酯、无机碱,混合,加入到L-2,4-二氨基丁酸水溶液中进行反应,边反应边搅拌,生成2-乙酰胺基-4-氨基丁酸和2-氨基-4-乙酰氨基丁酸混合物,然后用CH2Cl2进行萃取,得萃取液,然后干燥,减压蒸馏,真空干燥,得到2-乙酰胺基-4-氨基丁酸和2-氨基-4-乙酰氨基丁酸混合物;(2)将上述反应混合物溶于极性有机溶剂,然后加入三乙胺,加热回流,减压蒸去有机溶剂,然后用柱层析进行纯化,即得。上述专利公布的技术方案中,1,4,5,6-四氢-2-甲基-4-嘧啶羧酸的合成工艺步骤简单,环境污染小,但其收率较低,且只停留在实验室研究阶段,距离工业化生产还有很大距离。 发明内容[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现: [0008] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0009] 上述方法合成(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的反应过程如下所示: [0010] [0011] 所述的合成方法具体包括以下步骤: [0012] (1)氨基保护: [0013] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0014] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至8-9,然后常温反应10-12小时; [0015] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至1-2,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0016] (2)霍夫曼降解反应: [0017] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至0-5℃; [0018] (2-2)加入脱羰剂,室温反应8-15小时; [0019] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗2-5次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于50-80℃干燥待用; [0020] (3)脱除保护基团: [0021] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0022] (4)成环反应: [0023] (4-1)向有机溶剂中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流12-36小时; [0024] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于50-70℃干燥4-6小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0025] 优选的,步骤(4-1)所述的有机溶剂为无水甲醇。 [0027] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺、苄氧羰基-L-谷氨酰胺或对甲苯磺酰-L-谷氨酰胺中的一种。 [0028] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二乙酸碘苯或二(三氟乙酸)碘苯中的一种或两种。 [0029] 当所述的保护基团为叔丁氧羰基时,所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0030] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向去离子水中加入N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸,加热回流20-30小时,后经浓缩、结晶、过滤、洗涤,于50-70℃干燥,得到L-2, 4-二氨基丁酸。 [0031] 当所述的保护基团为苄氧羰基时,所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0032] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向反应容器中加入N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸、有机溶剂及Pd/C,通入氢气,反应20-30小时,后经过滤、浓缩、结晶、洗涤,于50-70℃干燥,得到L-2,4-二氨基丁酸。 [0033] 优选的,所述的有机溶剂为无水甲醇。 [0034] 所述的N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸与Pd/C的质量比为0.05-0.1:1。 [0036] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为2-3:1; [0037] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.05-0.15g/ml; [0038] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为3-5:1; [0039] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为2-4:1。 [0040] 优先选择叔丁氧羰基作为保护基团,在脱去叔丁氧羰基时,直接用水作为溶剂,加热回流,即可得到游离的L-2,4-二氨基丁酸,而其它方法通常都是采用盐酸或三氟乙酸等来脱去叔丁氧羰基,然后再进行转盐,收率较低,而本发明则克服了上述缺点。而制得的游离的L-2,4-二氨基丁酸直接与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸,与现有技术中先制得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸盐,再进行转盐的反应思路相比,本发明合成方法更加简便,可重复性更好。 [0041] 与现有技术相比,本发明具有以下特点: [0042] 1)采用化学法合成,合成工艺步骤简单,反应稳定且过程可控; [0043] 2)原料来源广泛,价格低廉,且可回收再利用,降低了生产成本; [0044] 3)产品收率高,纯度可达到98%以上; [0045] 4)容易进行放大合成,可工业化生产,具有市场竞争力。 具体实施方式[0046] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 [0047] 实施例1: [0048] 叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺的合成: [0049] 在500ml反应瓶中投入谷氨酰胺10克,10%碳酸钠溶液200毫升,搅拌溶解,加丙酮100毫升,然后在室温滴加二碳酸二叔丁酯30克和20毫升丙酮的混合液,同时不断用碳酸钠调PH=8-9,常温反应过夜。用3N盐酸调PH=2,然后用乙酸乙酯提取5次,合并乙酸乙酯,用饱和食盐水洗三次,然后蒸除乙酸乙酯,得12克叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺。熔点:206-208℃。 [0050] 实施例2: [0051] 苄氧羰基-L-谷氨酰胺的合成: [0052] 在1L反应瓶中投入谷氨酰胺30克,10%碳酸钠溶液500毫升,搅拌溶解,加丙酮300毫升,然后在室温滴加氯甲酸苄酯60克,同时不断用碳酸钠调PH=8-9,常温反应过夜。用3N盐酸调PH=2,然后用乙酸乙酯提取5次,合并乙酸乙酯,用饱和食盐水洗三次,然后蒸除乙酸乙酯,得50克苄氧羰基-L-谷氨酰胺。熔点:135-137℃。 [0053] 实施例3: [0054] 对甲苯磺酰-L-谷氨酰胺的合成: [0055] 在500ml反应瓶中投入谷氨酰胺20克,10%碳酸钠溶液200毫升,搅拌溶解,加丙酮100毫升,然后在室温滴加对甲苯磺酰氯40克和50毫升丙酮的混合液,同时不断用碳酸钠调PH=8-9,常温反应过夜。用3N盐酸调PH=1,然后用乙酸乙酯提取5次,合并乙酸乙酯,用饱和食盐水洗三次,然后蒸除乙酸乙酯,得32克对甲苯磺酰-L-谷氨酰胺。熔点:146-148℃。 [0056] 实施例4: [0057] N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸的合成: [0058] 叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺12克,加乙酸乙酯80毫升,四氢呋喃20毫升,水50毫升,冷却至0℃,加二乙酸碘苯50克,室温反应12小时,反应结束,分出水层,有机层用水洗三次,合并水层,减压蒸水加无水乙醇搅拌结晶,过滤,用乙醇洗二次,抽干,于60℃干燥,得产品4克,熔点206-208℃。 [0059] 实施例5: [0060] N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸的合成: [0061] 苄氧羰基-L-谷氨酰胺14克,加乙酸乙酯80毫升,四氢呋喃20毫升,水50毫升,冷却至0℃,加二(三氟乙酸)碘苯60克,室温反应12小时,反应结束,分出水层,有机层用水洗三次,合并水层,减压蒸水加无水乙醇搅拌结晶,过滤,用乙醇洗二次,抽干,于60℃干燥,得产品5克,熔点182-186℃。 [0062] 实施例6: [0063] N2-对甲苯磺酰-L-2,4-二氨基丁酸的合成: [0064] 对甲苯磺酰-L-谷氨酰胺15克,加乙酸乙酯100毫升,四氢呋喃30毫升,水50毫升,冷却至0℃,加二(三氟乙酸)碘苯60克,室温反应12小时,反应结束,分出水层,有机层用水洗三次,合并水层,减压蒸水加无水乙醇搅拌结晶,过滤,用乙醇洗二次,抽干,于60℃干燥,得产品5.5克,熔点215-218℃。 [0065] 实施例7: [0066] L-2,4-二氨基丁酸的合成: [0067] N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸4.5克,加30毫升去离子水,加热回流24小时,然后浓缩干,加无水甲醇结晶。过滤,用甲醇洗二次,于60℃干燥,得游离的L-2,4-二氨基丁酸2克,熔点:193-195℃,旋光=+14°(C=1水)。 [0068] 实施例8: [0069] L-2,4-二氨基丁酸的合成: [0070] N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸5.2克,加100毫升无水甲醇,加0.5克10%Pd/C,通氢气,反应24小时,然后过滤,水洗,合并滤液,然后浓缩干,加无水甲醇结晶。过滤,用甲醇洗二次,于60℃干燥,得游离的L-2,4-二氨基丁酸2.2克,熔点:190-192℃,旋光=+15°(C=1水)。 [0071] 实施例9: [0072] (S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成: [0073] 游离的L-2,4-二氨基丁酸2.2克加20毫升甲醇,6.6克原乙酸三甲酯加热回流12-36小时,然后浓缩加无水甲醇结晶。过滤,少量甲醇漂洗,于60℃干燥5小时,得最终产品(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸1.2克,HPLC纯度99.2%,熔点:282℃以上分解,旋光+171°(C=1MeOH),1H-NMR(D2O):3.97-4.00(1H,t),3.18-3.40(2H,m),2.15(3H,s),2.02-2.10(2H,m)。 [0074] 实施例10: [0075] (S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的放大合成: [0076] 谷氨酰胺2KG,10%碳酸钠溶液40升,搅拌溶解,加丙酮20升,然后在室温滴加二碳酸二叔丁酯5KG和4升丙酮的混合液,同时不断用碳酸钠调PH=8-9,常温反应过夜。用3N盐酸调PH=2,然后用乙酸乙酯提取5次,合并乙酸乙酯,用饱和食盐水洗三次,然后蒸除乙酸乙酯,得1.3KG叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺。 [0077] 叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺1.2KG,加乙酸乙酯8升,四氢呋喃2升,水5升,冷却至0-5℃,加二乙酸碘苯4.5KG,室温反应12-24小时,反应结束,分出水层,有机层用水洗三次,有机层进行碘苯回收,合并水层,减压蒸水加无水乙醇搅拌结晶,过滤,用乙醇洗二次,抽干,于60℃干燥,得N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸450克。 [0078] N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸450克,加3升去离子水,加热回流24小时,然后浓缩干,加无水甲醇结晶。过滤,用甲醇洗二次,于60℃干燥,得游离的L-2,4-二氨基丁酸210克。 [0079] 游离的L-2,4-二氨基丁酸200克加2升甲醇,600克原乙酸三甲酯加热回流12-36小时,然后浓缩加无水甲醇结晶。过滤,少量甲醇漂洗,于60℃干燥5小时,得最终产品(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸132克,HPLC纯度99.6%,熔点:280℃以上分解,旋光+170°(C=1MeOH),1H-NMR(D2O):3.97-4.00(1H,t),3.18-3.40(2H,m),2.15(3H,s),2.02- 2.10(2H,m)。 [0080] 实施例11: [0081] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0082] 该方法具体包括以下步骤: [0083] (1)氨基保护: [0084] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0085] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至8,然后常温反应12小时; [0086] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至1,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0087] (2)霍夫曼降解反应: [0088] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至0℃; [0089] (2-2)加入脱羰剂,室温反应8小时; [0090] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗5次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于50℃干燥待用; [0091] (3)脱除保护基团: [0092] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0093] (4)成环反应: [0094] (4-1)向无水甲醇中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流36小时; [0095] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于50℃干燥6小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0096] 所述的保护基团为叔丁氧羰基。 [0097] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺。 [0098] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二乙酸碘苯。 [0099] 所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0100] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向去离子水中加入N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸,加热回流20小时,后经浓缩、结晶、过滤、洗涤,于50℃干燥,得到L-2,4-二氨基丁酸。 [0101] 步骤(1-1)所述的碱性溶液为质量百分数为10%的碳酸钠溶液,该碳酸钠溶液与丙酮的体积比为1:1,并且每100ml碳酸钠溶液加入5gL-谷氨酰胺; [0102] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为2:1; [0103] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.05g/ml; [0104] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为3:1; [0105] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为2:1。 [0106] 实施例12: [0107] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0108] 该方法具体包括以下步骤: [0109] (1)氨基保护: [0110] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0111] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至9,然后常温反应10小时; [0112] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至2,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0113] (2)霍夫曼降解反应: [0114] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至5℃; [0115] (2-2)加入脱羰剂,室温反应15小时; [0116] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗2次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于80℃干燥待用; [0117] (3)脱除保护基团: [0118] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0119] (4)成环反应: [0120] (4-1)向无水甲醇中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流12小时; [0121] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于70℃干燥4小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0122] 所述的保护基团为叔丁氧羰基。 [0123] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺。 [0124] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二(三氟乙酸)碘苯。 [0125] 所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0126] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向去离子水中加入N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸,加热回流30小时,后经浓缩、结晶、过滤、洗涤,于70℃干燥,得到L-2,4-二氨基丁酸。 [0127] 步骤(1-1)所述的碱性溶液为质量百分数为10%的碳酸钠溶液,该碳酸钠溶液与丙酮的体积比为3:1,并且每100ml碳酸钠溶液加入10gL-谷氨酰胺; [0128] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为3:1; [0129] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.15g/ml; [0130] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为5:1; [0131] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为4:1。 [0132] 实施例13: [0133] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0134] 该方法具体包括以下步骤: [0135] (1)氨基保护: [0136] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0137] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至8.5,然后常温反应11小时; [0138] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至1.5,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0139] (2)霍夫曼降解反应: [0140] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至3℃; [0141] (2-2)加入脱羰剂,室温反应12小时; [0142] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗3次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于60℃干燥待用; [0143] (3)脱除保护基团: [0144] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0145] (4)成环反应: [0146] (4-1)向无水甲醇中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流20小时; [0147] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于60℃干燥5小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0148] 所述的保护基团为叔丁氧羰基。 [0149] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺。 [0150] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二乙酸碘苯和二(三氟乙酸)碘苯。 [0151] 当所述的保护基团为叔丁氧羰基时,所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0152] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向去离子水中加入N2-叔丁氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸,加热回流25小时,后经浓缩、结晶、过滤、洗涤,于60℃干燥,得到L-2,4-二氨基丁酸。 [0153] 步骤(1-1)所述的碱性溶液为质量百分数为10%的碳酸钠溶液,该碳酸钠溶液与丙酮的体积比为2:1,并且每100ml碳酸钠溶液加入7gL-谷氨酰胺; [0154] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为2.5:1; [0155] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.1g/ml; [0156] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为4:1; [0157] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为3:1。 [0158] 实施例14: [0159] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0160] 该方法具体包括以下步骤: [0161] (1)氨基保护: [0162] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0163] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至8,然后常温反应10小时; [0164] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至1,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0165] (2)霍夫曼降解反应: [0166] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至0℃; [0167] (2-2)加入脱羰剂,室温反应8小时; [0168] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗5次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于80℃干燥待用; [0169] (3)脱除保护基团: [0170] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0171] (4)成环反应: [0172] (4-1)向无水甲醇中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流22小时; [0173] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于60℃干燥5小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0174] 所述的保护基团为对甲苯磺酰基。 [0175] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为对甲苯磺酰-L-谷氨酰胺。 [0176] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二乙酸碘苯。 [0177] 步骤(1-1)所述的碱性溶液为质量百分数为10%的碳酸钠溶液,该碳酸钠溶液与丙酮的体积比为2:1,并且每100ml碳酸钠溶液加入6gL-谷氨酰胺; [0178] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为2:1; [0179] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.15g/ml; [0180] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为3:1; [0181] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为3:1。 [0182] 实施例15: [0183] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0184] 该方法具体包括以下步骤: [0185] (1)氨基保护: [0186] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0187] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至8,然后常温反应10小时; [0188] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至1,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0189] (2)霍夫曼降解反应: [0190] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至0℃; [0191] (2-2)加入脱羰剂,室温反应10小时; [0192] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗4次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于80℃干燥待用; [0193] (3)脱除保护基团: [0194] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0195] (4)成环反应: [0196] (4-1)向无水甲醇中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流25小时; [0197] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于60℃干燥6小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0198] 所述的保护基团为苄氧羰基。 [0199] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为苄氧羰基-L-谷氨酰胺。 [0200] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二乙酸碘苯。 [0201] 所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0202] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向反应容器中加入N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸、无水甲醇及Pd/C,通入氢气,反应25小时,后经过滤、浓缩、结晶、洗涤,于60℃干燥,得到L-2,4-二氨基丁酸。 [0203] 所述的N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸与Pd/C的质量比为0.07:1。 [0204] 步骤(1-1)所述的碱性溶液为质量百分数为10%的碳酸钠溶液,该碳酸钠溶液与丙酮的体积比为2:1,并且每100ml碳酸钠溶液加入7gL-谷氨酰胺; [0205] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为3:1; [0206] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.15g/ml; [0207] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为4:1; [0208] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为3:1。 [0209] 实施例16: [0210] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0211] 该方法具体包括以下步骤: [0212] (1)氨基保护: [0213] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0214] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至8,然后常温反应10小时; [0215] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至1,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0216] (2)霍夫曼降解反应: [0217] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至0℃; [0218] (2-2)加入脱羰剂,室温反应10小时; [0219] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗4次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于80℃干燥待用; [0220] (3)脱除保护基团: [0221] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0222] (4)成环反应: [0223] (4-1)向无水甲醇中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流25小时; [0224] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于60℃干燥6小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0225] 所述的保护基团为苄氧羰基。 [0226] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为苄氧羰基-L-谷氨酰胺。 [0227] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二乙酸碘苯。 [0228] 所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0229] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向反应容器中加入N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸、无水甲醇及Pd/C,通入氢气,反应30小时,后经过滤、浓缩、结晶、洗涤,于70℃干燥,得到L-2,4-二氨基丁酸。 [0230] 所述的N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸与Pd/C的质量比为0.05:1。 [0231] 步骤(1-1)所述的碱性溶液为质量百分数为10%的碳酸钠溶液,该碳酸钠溶液与丙酮的体积比为2:1,并且每100ml碳酸钠溶液加入7gL-谷氨酰胺; [0232] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为3:1; [0233] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.15g/ml; [0234] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为4:1; [0235] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为3:1。 [0236] 实施例17: [0237] 一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸的合成方法,该方法以L-谷氨酰胺为原料,先用保护基团对L-谷氨酰胺的α-氨基进行保护,然后加入脱羰剂,使其发生霍夫曼降解反应,脱去与剩余氨基相连的羰基,再脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸,最后,制得的L-2,4-二氨基丁酸与原乙酸三甲酯进行成环反应,即可得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0238] 该方法具体包括以下步骤: [0239] (1)氨基保护: [0240] (1-1)在反应容器中加入L-谷氨酰胺和碱性溶液,搅拌溶解后,加入丙酮,制得混合溶液; [0241] (1-2)在室温下向步骤(1-1)所得混合溶液中滴加保护基团前驱体和丙酮的混合液,调节其pH至8,然后常温反应10小时; [0242] (1-3)待步骤(1-2)反应结束后,调节pH至1,后经萃取、水洗、旋蒸,即得到保护基团-L-谷氨酰胺; [0243] (2)霍夫曼降解反应: [0244] (2-1)向反应容器中加入保护基团-L-谷氨酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃和水,冷却至0℃; [0245] (2-2)加入脱羰剂,室温反应10小时; [0246] (2-3)反应结束后,除去水层,有机层用水洗4次,合并水层,减压蒸水,后经结晶、过滤、洗涤,即制得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸,再于80℃干燥待用; [0247] (3)脱除保护基团: [0248] 将步骤(2-3)所得保护基团-L-2,4-二氨基丁酸脱去保护基团,得到L-2,4-二氨基丁酸; [0249] (4)成环反应: [0250] (4-1)向无水甲醇中加入L-2,4-二氨基丁酸及原乙酸三甲酯,加热回流25小时; [0251] (4-2)然后经浓缩、结晶、过滤、漂洗,于60℃干燥6小时,即可得(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢甲基嘧啶-4-羧酸。 [0252] 所述的保护基团为苄氧羰基。 [0253] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体为苄氧羰基-L-谷氨酰胺。 [0254] 步骤(2-2)所述的脱羰剂为二乙酸碘苯。 [0255] 所述的保护基团-L-2,4-二氨基丁酸为N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸; [0256] 步骤(3)所述的脱除保护基团的步骤为:向反应容器中加入N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸、无水甲醇及Pd/C,通入氢气,反应20小时,后经过滤、浓缩、结晶、洗涤,于50℃干燥,得到L-2,4-二氨基丁酸。 [0257] 所述的N2-苄氧羰基-L-2,4-二氨基丁酸与Pd/C的质量比为0.1:1。 [0258] 步骤(1-1)所述的碱性溶液为质量百分数为10%的碳酸钠溶液,该碳酸钠溶液与丙酮的体积比为2:1,并且每100ml碳酸钠溶液加入7gL-谷氨酰胺; [0259] 步骤(1-2)所述的保护基团前驱体与L-谷氨酰胺的质量比为3:1; [0260] 步骤(2-1)所述的保护基团-L-谷氨酰胺的质量浓度为0.15g/ml; [0261] 步骤(2-2)所述的脱羰剂与保护基团-L-谷氨酰胺的质量比为4:1; [0262] 步骤(4-1)所述的原乙酸三甲酯与L-2,4-二氨基丁酸的质量比为3:1。 |