CN104151398A - 一种合成以谷氨酸为首个氨基酸残基二肽的方法 - Google Patents
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Abstract
一种合成以谷氨酸为首个氨基酸残基二肽的方法，以谷氨酸-5甲酯为起始原料，采用苄氧羰基保护谷氨酸5甲酯的氨基，再与二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺反应，制得高纯度中间体，再在碱性条件下与另一组份氨基酸反应得到保护的二肽，最终氢化得到高纯度的以谷氨酸为首个氨基酸残基的二肽。该生产工艺生产环境友好，操作简单，基本无三废排出，利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯进而合成以谷氨酸为首个氨基酸残基的二肽的工艺，属于化学合成技术领域。
背景技术
谷氨酸二肽不仅是重要的化工原料,在药物载体，多肽，医药生物材料合成方面也得到广泛应用。例如：谷氨酰色氨酸可以直接用于药物中，是一种广谱免役调节类化合物(例如：SCV-07)；其另一构型的钠盐用于多肽药物定位释放制剂领域(专利ZL 2011 10347965.4)；谷氨酰谷氨酸二肽也可用于抗凝血药物比伐卢定的合成(Phe-Pro-Arg-Pro-Gly-Gly-Gly-Gly-Asn-Gly-Asp-Phe-Glu-Glu-Ile-Pro-Glu-Glu-Tyr-Leu)；谷氨酰苏氨酸也可用于长肽的合成(例如：ABZ-GLU-THR-LEU-PHE-GLN-GLY-PRO-VAL-P-NITRO-PHE-NH2)。主要报道合成路线有，以Z-Glu(Obzl)为起始原料，进行活化端羧基进行接肽，但是这个起始原料得到的活酯，得不了固体，接肽后的产物也得不了结晶。再进一步合成目标产物(Shiba,T.；Kaneko,T.Bulletin of the Chemical Society of Japan,1960,vol.33,p.1721–1730)，得到的目标产物很难提取，在医药中的应用受到一定的限制。另一种合成工艺也是以Z-Glu(Obzl)为原料进行活化，反应底物为谷氨酸双苄酯盐酸盐或者是其对甲苯磺酸盐进行反应，但是其合成步骤太长，总收率低，不适合工业化生产。还有一种工艺是固相肽的合成，固相合成肽主要针对长肽进行，生产量也较小，工业化的成本太高。
上述合成工艺均制约了这个产物在实际中的应用，因此得寻求一种更简便可行,操作良好,环保的,更低成本的工业化生产工艺。
发明内容
本发明的目的，是提供一种谷氨酸5甲酯为起始原料，合成能够用于接肽的高纯活性中间体，适合工业化的工艺。制得高纯度，低成本的产物。其技术方案是：
一种合成以谷氨酸为首个氨基酸残基二肽的方法，以谷氨酸5甲酯为起始原料，采用苄氧羰基保护谷氨酸5甲酯的氨基，与二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺反应，制得中间体苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯，再在碱性条件下与另一组份氨基酸反应得到保护的二肽，最终氢化得到以谷氨酸为首个氨基酸残基的二肽，包括如下步骤：
(1)、将谷氨酸5甲酯加入到水中，用碱调节至溶解，加入保护试剂，待谷氨酸5甲酯反应至95％以后，加入酸酸化，然后萃取、浓缩得到苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(Ome)固体；
(2)、将苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(Ome)溶于有机溶剂中，加入二环己基碳二亚胺DCC和N-羟基琥珀酰亚胺HOSU，待苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(Ome)反应至95％以后，停止反应，然后过滤、浓缩得到苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯Z-Glu(Ome)-OSU固体；
(3)、将另一氨基酸组份溶于水中，氨基酸组份为游离的氨基酸或者是氨基酸酯，加碱调节至溶解，加入苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯Z-Glu(Ome)-OSU,维持PH值8-10，待苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯Z-Glu(Ome)-OSU反应至98％以上，加酸调节至PH值为2-3析出固体，得到保护的二肽Z-Glu-X(即得到谷氨酸氨基保护的二肽)；
(4)、将保护的二肽Z-Glu-X加入到水中，加入钯炭，通入氢气，至Z-Glu-X反应完毕(苄氧羰基保护的二肽反应完毕)，过滤，得到Glu-X(谷氨酸二肽)的水溶液，浓缩水后得到Glu-X结晶，即目标产品以谷氨酸为首个氨基酸残基的二肽。
步骤(1)中所述保护试剂是Z-Cl、Z-OSU之一，所述碱是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠之一，所述酸是盐酸。
步骤(2)中所述有机溶剂是乙酯叔丁酯、乙酸乙酯、三氯甲烷、二氯甲烷之一。
步骤(3)中所述另一组氨基酸组份是游离氨基酸或者氨基酸酯，所述碱是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾之一，所述酸是盐酸，硫酸，稀硝酸之一。
本发明的有益效果：该工艺打破了中间体不能结晶传统，获得高纯度的产物(HPLC99.0％以上)，原料易得，价格低廉，简化了合成步骤，缩短了工艺流程，生产环境友好，操作简单，成本低，绿色环保，基本无三废排出，利于工业化规模生产。
具体实施方式：
下面详细说明本发明的实施步骤。
一、合成Glu-Glu，反应如下式：
实施例1
在2000L的反应罐中加入1000L水，200KG谷氨酸5甲酯,分次加入碳酸钠调节PH值，至原料溶解，PH值应在8-9之间。于0-10℃加入保护试剂Z-OSU，反应约10小时，反应过程中TLC监测反应情况,谷氨酸5甲酯反应95％以上后，用6N盐酸溶液调节PH2-3，加入600L乙酸乙酯萃取,分出有机层，TLC监测水中的产品萃取完毕，25公斤无水硫酸钠干燥6小时，过滤浓缩得到330公斤固体苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(OMe)，HPLC：98.32％。
实施例2
在3000L的反应罐中加入2000L的二氯甲烷，加入330公斤苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(OMe),再加入154.4公斤的N-羟基琥珀酰亚胺HOSU，分批加入276.5公斤二环己基碳二亚胺DCC，10-25度反应8小时，待Z-Glu(OMe)反应至95％以上，过滤浓缩得到苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯Z-Glu(OMe)-OSU白色固体381.5KG，HPLC：97.1％。
实施例3
在2000L的反应罐中加入1140L水，加入138.8公斤谷氨酸，加入200公斤碳酸钠，114公斤四氢呋喃，分批加入苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯Z-Glu(OMe)-OSU固体381.5公斤，温度控制在25-30度反应3-5小时，TLC确认Z-Glu(OMe)-OSU反应至于98％以上，加入10N的氢氧化钠溶液38L，40-45度反应5-6小时，TLC监测反应情况，加入6N盐酸调节PH值2-3析出固体，即得到(中文化学名全称)苄氧羰基谷氨酰谷氨酸，离心，烘干得到335KG。
实施例4
在1000高压釜中加入550L的水，加入335公斤Z-Glu-Glu，加入3.35公斤10％的钯炭，通入氢气，温度60-65度，压力5-8公斤反应12小时，过滤，浓缩得到谷氨酰谷氨酸Glu-Glu片状结晶206公斤，HPLC：99.75％
二、合成Glu-Ala，反应如下式：
实施例5
在2000L的反应罐中加入1200L水，加入公斤150KG丙氨酸，加入68公斤氢氧化钠，80公斤四氢呋喃，分批加入Z-Glu(OMe)-OSU固体660KG，温度控制在25-30度反应3-5小时，TLC确认Z-Glu(OMe)-OSU反应至于98％以上，加入6N盐酸调节PH值2-3析出固体，即得到N-苄氧羰基谷氨酰丙氨酸Z-Glu-Ala，离心，烘干得到497.5KG。
实施例6
在1000L高压釜中加入600L的水，加入497.5公斤Z-Glu-Ala，加入4.975公斤10％的钯炭，通入氢气，温度60-65度，压力5-8公斤反应12小时，过滤，浓缩得到谷氨酰丙氨酸Glu-Ala粉末固体285.5公斤。HPLC：99.5％
三、合成Glu-Thr，反应如下式：
实施例7
在1000L的反应罐中加入400L水，加入公斤100KG苏氨酸甲酯盐酸盐，加入158公斤碳酸氢钠，10公斤四氢呋喃，分批加入Z-Glu(OMe)-OSU固体245.8KG，温度控制在25-30度反应3-5小时，TLC确认Z-Glu(OMe)-OSU反应至于98％以上，加入4N的氢氧化钠溶液12L，40-45度反应8小时，加入6N盐酸调节PH值2-3析出固体，即得到N-苄氧羰基谷氨酰苏氨酸Z-Glu-Thr，离心，烘干得到179.6KG。
实施例8
在500L高压釜中加入300L的水，加入179.6公斤Z-Glu-Thr，加入1.796公斤10％的钯炭，通入氢气，温度20-25度，压力8-10公斤反应5小时，过滤，浓缩得到谷氨酰苏氨酸Glu-Thr粉末固体100公斤。HPLC：99.52％
四、合成Glu-Lys，反应如下式：
实施例9
在1000L的反应罐中加入500L水，加入公斤100KG的Lys(Z)，加入28.5公斤氢氧化钠，20公斤四氢呋喃，分批加入Z-Glu(OMe)-OSU固体140KG，温度控制在25-30度反应3-5小时，TLC确认Z-Glu(OMe)-OSU反应至于98％以上，加入6N盐酸调节PH值2-3析出固体，即得到N-苄氧羰基谷氨酰赖氨酸(苄氧羰基)Z-Glu-Lys(Z)，离心，烘干得到160.2KG。
实施例10
在500L高压釜中加入300L的水，加入160.2公斤Z-Glu-Lys(Z)，加入2公斤10％的钯炭，通入氢气，温度40-45度，压力8-10公斤反应10小时，过滤，浓缩得到谷氨酰赖氨酸Glu-Lys粉末固体85.4公斤。HPLC：99.1％
五、合成Glu-Trp：
实施例11
在2000L的反应罐中加入1200L水，加入100公斤色氨酸，加入156公斤碳酸钠，60公斤四氢呋喃，分批加入Z-Glu(OMe)-OSU固体192.1公斤，温度控制在25-30度反应3-5小时，TLC确认Z-Glu(OMe)-OSU反应至于98％以上，加入10N的氢氧化钠溶液25L，30-45度反应5-6小时，TLC监测反应情况，加入6N盐酸调节PH值2-3析出固体，即得到N-苄氧羰基谷氨酰色氨酸Z-Glu-Trp，离心，烘干得到194.5KG。
实施例12
在1000高压釜中加入750L的水，加入194.5公斤Z-Glu-Trp，加入1.94公斤10％的钯炭，通入氢气，温度20-25度，压力2-3公斤反应12小时，过滤，浓缩得到谷氨酰色氨酸Glu-Trp结晶102公斤，HPLC：99.85％。
Claims (4)
1.一种合成以谷氨酸为首个氨基酸残基二肽的方法，以谷氨酸-5-甲酯为起始原料，采用苄氧羰基保护谷氨酸5甲酯的氨基，与二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺反应，制得中间体苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯，再在碱性条件下与另一组份氨基酸反应得到保护的二肽，最终氢化得到以谷氨酸为首个氨基酸残基的二肽，包括如下步骤：
(1)、将谷氨酸5甲酯加入到水中，用碱调节至溶解，加入保护试剂，待谷氨酸5甲酯反应至95％以后，加入酸酸化，然后萃取、浓缩得到苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(Ome)固体；
(2)、将苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(Ome)溶于有机溶剂中，加入二环己基碳二亚胺DCC和N-羟基琥珀酰亚胺HOSU，待苄氧羰基谷氨酸5甲酯Z-Glu(Ome)反应至95％以后，停止反应，然后过滤、浓缩得到苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯Z-Glu(Ome)-OSU固体；
(3)、将另一氨基酸组份溶于水中，加碱调节至溶解，加入苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯Z-Glu(Ome)-OSU,维持PH值8-10，待苄氧羰基谷氨酸5甲酯1琥珀酰亚胺酯反应至98％以上，加酸调节至PH值为2-3析出固体，得到谷氨酸氨基保护的二肽；
(4)、将保护的二肽加入到水中，加入钯炭，通入氢气，至苄氧羰基保护的二肽反应完毕，过滤，得到谷氨酸二肽的水溶液，浓缩后得到结晶，即目标产品以谷氨酸为首个氨基酸残基的二肽。
2.如权利要求1所述的合成以谷氨酸为首个氨基酸残基二肽的方法，其特征在于，步骤(1)中所述保护试剂是Z-Cl、Z-OSU之一，所述碱是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠之一，所述酸是盐酸。
3.如权利要求1所述的合成以谷氨酸为首个氨基酸残基二肽的方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂是乙酯叔丁酯、乙酸乙酯、三氯甲烷、二氯甲烷之一。
4.如权利要求1所述的合成以谷氨酸为首个氨基酸残基二肽的方法，其特征在于，步骤(3)中所述另一组氨基酸组份是游离氨基酸或者氨基酸酯，所述碱是氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾之一，所述酸是盐酸、硫酸、稀硝酸之一。
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