專利名稱：一種9－芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺的合成新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種9-芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺新的合成方法。該產(chǎn)品主要應(yīng)用于多肽合成中所需的保護(hù)氨基酸的制備。
背景技術(shù)：
多肽是涉及生物體內(nèi)各種細(xì)胞功能的生物活性物質(zhì)。它是分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的一類化合物，由多種氨基酸按照一定的排列順序通過肽鍵結(jié)合而成。多肽的全合成不僅具有很重要的理論意義，而且具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過多肽全合成可以驗(yàn)證多肽的結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)新的多肽，用于研究結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；為多肽生物合成反應(yīng)機(jī)制提供重要信息；建立模型酶以及新的多肽藥物等。多肽合成已成為最活躍的生化科技領(lǐng)域之一。目前，多肽主要采用固相合成法為主。
在合成多肽過程中，氨基酸的活性基團(tuán)必須先加以保護(hù)，反應(yīng)完成后再將保護(hù)基團(tuán)除去。1978年，Chang Meienlofer和Atherton等人采用Carpino報(bào)道的9-芴甲氧羰基(簡(jiǎn)稱Fmoc)作為氨基保護(hù)基。Fmoc基對(duì)酸很穩(wěn)定，但能用哌啶-二氯甲烷或哌啶-二甲基甲酰胺脫去。現(xiàn)在，F(xiàn)moc固相合成多肽法已得到廣泛的應(yīng)用。9-芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺(簡(jiǎn)稱Fmoc-ONSu)正是提供Fmoc基團(tuán)最有效的一種試劑。
正如Paul B.W.等人在文獻(xiàn)Int.J.Peptide Protein Res.27，1986，398-400中所闡述的，F(xiàn)moc-ONSu的合成方法普遍采用Fmoc氯甲酸酯與琥珀酰亞胺在二氧六環(huán)溶劑中、在三乙胺等有機(jī)堿存在下進(jìn)行反應(yīng)。但用該法合成的產(chǎn)品Fmoc-ONSu在二氧六環(huán)溶劑中溶解度大，二氧六環(huán)和三乙胺等不能完全回收，對(duì)環(huán)境有污染；并且三乙胺等有機(jī)堿的存在使產(chǎn)品較易分解，從而使產(chǎn)品難以精制純化，收率較低，純度偏低，不宜直接用于保護(hù)氨基酸的合成，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
美國(guó)專利US5426190提出一種由羥胺和丁二酸酐反應(yīng)生成琥珀酰亞胺，不經(jīng)分離直接在氫氧化鈉存在下與Fmoc氯甲酸酯反應(yīng)合成Fmoc-ONSu，但在實(shí)施過程中反應(yīng)產(chǎn)生的琥珀酰亞胺數(shù)量較難確定，同時(shí)，原料Fmoc氯甲酸酯和產(chǎn)品芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺在氫氧化鈉存在下較易水解，使得收率不高，產(chǎn)品純度較低，不易于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種9-芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺(簡(jiǎn)稱Fmoc-ONSu)新的合成方法。本發(fā)明所提供的Fmoc-ONSu合成方法工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，使用無毒無害的醋酸乙酯溶劑，并且能完全循環(huán)使用，易于工業(yè)化生產(chǎn)；合成的產(chǎn)品易于分離，收率高，純度高，不經(jīng)精制即可直接用于多肽合成中所需的保護(hù)氨基酸的制備。
本發(fā)明Fmoc-ONSu的合成反應(yīng)方程式為 式中， 本發(fā)明方法中，F(xiàn)moc-ONSu的合成步驟是芴甲氧羰酰氯甲酸酯(簡(jiǎn)稱Fmoc-Cl)的醋酸乙酯溶液中，加入琥珀酰亞胺(簡(jiǎn)稱HOSu)的水溶液，并分批加入無機(jī)堿，攪拌反應(yīng)。過濾，洗滌，烘干，得到產(chǎn)品。
上述合成方法中，F(xiàn)moc-Cl在醋酸乙酯中的濃度是1～70％(質(zhì)量百分比濃度)，較適宜的濃度是10～30％。
上述合成方法中，HOSu在水中的濃度是1％～50％(質(zhì)量百分比濃度)，較適宜的濃度是5～15％。
上述合成方法中，F(xiàn)moc-Cl與HOSu的物質(zhì)的量之比是1∶0.5～2.5，較適宜的比例是1∶0.8～1.25。
上述合成方法中，較適宜的反應(yīng)溫度是25±10℃；較適宜的反應(yīng)時(shí)間是2～5小時(shí)。
上述合成方法中，宜選用的無機(jī)堿是碳酸鈉或碳酸氫鈉，可以是固體，也可以是其水溶液，但較適宜的是固體。并宜分批加入反應(yīng)液中。較適宜的使用量是琥珀酰亞胺的物質(zhì)的量的1.0～1.2倍。
上述合成方法中，反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液經(jīng)過濾，固體用醋酸乙酯洗滌，得到粗品Fmoc-ONSu可直接應(yīng)用于保護(hù)氨基酸的合成，也可精制得純品Fmoc-ONSu。濾液經(jīng)分層，有機(jī)層中含有部分產(chǎn)品和少量未反應(yīng)完全的Fmoc-Cl，可進(jìn)一步循環(huán)使用。
本發(fā)明的合成方法具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明方法是在兩相界面中反應(yīng)，反應(yīng)過程所產(chǎn)生的產(chǎn)品大部分以固體形式析出，易于分離。
(2)本發(fā)明方法中，未反應(yīng)的原料Fmoc-Cl及少量副產(chǎn)物9-芴甲醇均易溶于醋酸乙酯中，因此僅需直接過濾出反應(yīng)所生成的固體，即可得到純度較高的產(chǎn)品，不需精制即可直接應(yīng)用于多肽合成中所需的保護(hù)氨基酸的制備。
(3)本發(fā)明方法中，由于未反應(yīng)的Fmoc-Cl存留于醋酸乙酯中，而醋酸乙酯又循環(huán)使用，因而Fmoc-Cl得到了充分的回收反應(yīng)，產(chǎn)品收率高。
(4)本發(fā)明方法中，分批加入固體碳酸鈉或碳酸氫鈉，水相中所產(chǎn)生的琥珀酰亞胺鈉鹽通過相界面與有機(jī)層中的Fmoc-Cl反應(yīng)，使得有機(jī)層基本為中性，大大減少了Fmoc-Cl的水解，從而減少副產(chǎn)物9-芴甲醇的產(chǎn)生；并且由于產(chǎn)品大部分以固體形式析出，使反應(yīng)易于完全，大大提高了產(chǎn)品的純度和收率。
(5)本發(fā)明方法中，使用的是無毒無害的醋酸乙酯溶劑，而醋酸乙酯又完全回收使用；反應(yīng)中只產(chǎn)生少量的中性鹽水，易于處理，對(duì)環(huán)境友好，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
以下是本發(fā)明的幾個(gè)典型實(shí)施例，但本發(fā)明不僅僅局限于以下的實(shí)施例中。
實(shí)施例150L搪瓷反應(yīng)釜，加入15kg醋酸乙酯和5.0kg Fmoc-Cl(19.38mol)，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌溶解。加入預(yù)先配制好的HOSu(2.34kg，20.35mol)的水溶液25kg，常溫下攪拌，1小時(shí)內(nèi)分批加入固體碳酸鈉1.1kg(注意加入碳酸鈉時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡)。攪拌反應(yīng)2小時(shí)后過濾分出濾液，固體用醋酸乙酯洗滌，得Fmoc-ONSu粗品5.35kg，收率82％，熔點(diǎn)144.0～147.0℃。精制后，熔點(diǎn)147.0～149.0℃。
過濾出的濾液經(jīng)靜置分層，水相分離，有機(jī)相與洗滌液合并，TLC顯示該溶液含有部分Fmoc-ONSu和少量未反應(yīng)完全的Fmoc-Cl。
反應(yīng)中，F(xiàn)moc-Cl與HOSu的物質(zhì)的量之比為1∶1.05。
實(shí)施例250L搪瓷反應(yīng)釜，加入Fmoc-Cl5.0kg(19.38mol)再加入實(shí)施例1的回收有機(jī)層母液，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌溶解。加入預(yù)先配制好的HOSu(2.23kg，19.39mol)的水溶液25kg，常溫下分批加入固體碳酸鈉1.03kg進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出的固體用醋酸乙酯洗滌，得粗品6.27kg，收率96％，熔點(diǎn)143.5～147.0℃。精制后，熔點(diǎn)147.0～149.0℃。
實(shí)施例350L搪瓷反應(yīng)釜，加入Fmoc-Cl5.0kg(19.38mol)再加入實(shí)施例2的回收有機(jī)層母液，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌溶解。加入預(yù)先配制好的HOSu(2.23kg，19.39mol)的水溶液25kg，常溫下分批加入固體碳酸鈉1.03kg進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出的固體用醋酸乙酯洗滌，得粗品6.20kg，收率94.9％，熔點(diǎn)143.5～146.5℃。精制后，熔點(diǎn)147.0～149.0℃。
實(shí)施例450L搪瓷反應(yīng)釜中，加入實(shí)施例3的回收有機(jī)層母液，氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌溶解。加入預(yù)先配制好的HOSu(0.3kg，2.61mol)的水溶液3.6kg，常溫下分批加入固體碳酸鈉0.15kg進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出的固體用醋酸乙酯洗滌，得粗品1.1kg，熔點(diǎn)143.5～146.5℃。精制后，熔點(diǎn)147.0～149.0℃。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明屬于一種9-芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺的合成新工藝。其合成步驟是芴甲氧羰酰氯甲酸酯的醋酸乙酯溶液中，加入琥珀酰亞胺的水溶液，并分批加入無機(jī)堿，攪拌反應(yīng)。過濾，洗滌，烘干，得到產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1中，芴甲氧羰酰氯甲酸酯的醋酸乙酯溶液濃度是1～70％(質(zhì)量百分比濃度)，較適宜的濃度是10～30％。
3.權(quán)利要求1中，琥珀酰亞胺在水中的濃度是1～50％(質(zhì)量百分比濃度)，較適宜的濃度是5～15％。
4.權(quán)利要求1中，芴甲氧羰酰氯甲酸酯與琥珀酰亞胺的物質(zhì)的量之比是1∶0.5～2.5，較適宜的比例是1∶0.8～1.25。
5.權(quán)利要求1中，較適宜的反應(yīng)溫度是25±10℃；較適宜的反應(yīng)時(shí)間是2～5小時(shí)。
6.權(quán)利要求1中，宜選用的無機(jī)堿是碳酸鈉或碳酸氫鈉，并宜分批加入反應(yīng)液中；適宜的使用量是琥珀酰亞胺的物質(zhì)的量的1.0～1.2倍。
7.權(quán)利要求1中，反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液經(jīng)過濾，固體用醋酸乙酯洗滌，得到粗品芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺，可直接用于保護(hù)氨基酸的合成；也可精制得純品芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺。濾液經(jīng)分層，有機(jī)層中含有部分產(chǎn)品和少量未反應(yīng)完全的芴甲氧羰酰氯甲酸酯，可進(jìn)一步循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種9－芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺(簡(jiǎn)稱Fmoc－ONS
文檔編號(hào)C07D207/00GK1693303SQ20041006767
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月1日
發(fā)明者聶天明, 俞介兵 申請(qǐng)人:杭州崇舜化學(xué)有限公司