專利名稱：一種制備L-天冬氨酰基-D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備一種甜味劑，L-天冬氨酰基-D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α烷基芐基酰胺的方法。
現(xiàn)在的飲食習(xí)慣對糖的攝入比以前要多，結(jié)果肥胖和其他疾病也隨之增加。為了解決這個問題，已經(jīng)開發(fā)了許多低熱甜味劑作為糖之外的選擇。例如，阿斯巴特已被廣泛使用并具有極好的安全性和增甜效果。不幸的是，阿斯巴特相對而言不穩(wěn)定；故需找到改進了穩(wěn)定性的甜味劑。
US5286509揭示了比阿斯巴特甜度更高且穩(wěn)定的L-天冬氨?；?D-α氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α烷基芐基酰胺，它是作為膳食甜味劑的有前途的化合物。用二環(huán)己基碳二亞胺將L-天冬氨酸的氨基基團和β-羧基基團被保護的N-芐氧基-羰基-L-天冬氨酸-β-芐基酯與D-α-氨基烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺縮合，然后催化加氫將芐氧基羰基和芐基基團去掉，得到產(chǎn)物。但是，這種方法不適于工業(yè)生產(chǎn)，因為它使用兩種昂貴的原料，即N-芐氧基-羰基-L-天冬氨酸-β-芐基酯作原料，二環(huán)己基碳二亞胺作縮合劑。
US5286509還揭示了N-保護的-L-天冬氨酸酐，如N-芐氧基-羰基-L-天冬氨酸酐或N-甲酰基-L-天冬氨酸酐，可以選擇性地被使用，但沒有揭示具體的方法或條件。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種制備L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α烷基芐基酰胺的方法，比以前的使用N-保護的-L-天冬氨酸酐的方法更便宜有效。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α烷基芐基酰胺可如下制備令N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺在乙酸和一種有機溶劑的存在下反應(yīng)，有機溶劑與水不溶混(即，不能與水均勻的混合)；不經(jīng)離析所得的N-保護的L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺，直接向反應(yīng)混合物中加入含水溶劑形成兩相系；除去兩相系中的保護基團；分離有機層；然后將L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺從含水溶劑，即水相中結(jié)晶出來。
N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的反應(yīng)本發(fā)明可以使用的適宜的L-天冬氨酸酐的N-保護基團包括芐氧基羰基，甲?；?，叔-丁氧基-羰基，三氟乙?；彵蕉柞；?，亞芐基及其類似物。由于芐氧基羰基和甲酰基基團能低價得到并能以低費用除去，故它們是工業(yè)優(yōu)選的。
可用于N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的反應(yīng)，且不與水溶混的適宜有機溶劑包括，芳香烴，如甲苯和二甲苯，脂肪酸酯，如乙酸乙酯和乙酸丁酯，鹵化烴，如二氯甲烷和氯仿以及醚，如四氫呋喃和二惡烷。甲苯和二甲苯為工業(yè)優(yōu)選。
在本明中可用作起始原料的適宜的N-保護的-L-天冬氨酸酐，除了N-甲酰基-L-天冬氨酸酐以外，可以按US 4508912揭示的那樣通過用乙酸酐處理相應(yīng)的N-保護的-L-天冬氨酸便利的得到。N-甲?；?L-天冬氨酸酐可以按US 4550180揭示的那樣用乙酸酐處理L-天冬氨酸和甲酸便利地得到。
另一起始原料，D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺可以按US 5286509揭示的那樣，通過使用縮合劑，如二環(huán)己基碳二亞胺來縮合N-保護的-D-α-氨基鏈烷烴羧酸和(S)-α-烷基芐胺，然后除去保護基團來便利地得到。
優(yōu)選的D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺包括D-纈氨酸-(S)-N-α-乙基芐基酰胺或D-α-氨基丁酸-(S)-N-α-乙基-芐基酰胺。
N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的反應(yīng)可以，例如，通過向乙酸和有機溶劑的混合物中加入兩種反應(yīng)物進行。實際中由于酰胺是油，反應(yīng)按下文所述的進行。D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺首先溶解于含乙酸的有機溶劑中，向此溶液中加入N-保護的-L-天冬氨酸酐。一種選擇是，向N-保護的-L-天冬氨酸酐的乙酸溶液或漿液中加入有機溶劑中的D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺溶液-另一種選擇是，向N-保護的-L-天冬氨酸酐在乙酸和有機溶劑的混合物中形成的溶液或漿液中加入有機溶劑或含乙酸的有機溶劑中形成的D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺溶液。
雖然反應(yīng)混合物中N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的濃度沒有特別的限定，它們優(yōu)選以等摩爾量加入，優(yōu)選在0.03至10.0mol/l范圍，更優(yōu)選在0.05至5.0mol/l范圍。對于工業(yè)應(yīng)用來說，過度稀釋的溶液不理想，因為所產(chǎn)生的反應(yīng)物的體積太大。
雖然N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺通常以等摩爾量使用，但是，一種的量超過另一種的量不會給反應(yīng)帶來問題。
在乙酸和有機溶劑的混合物中，乙酸的比例以體積計通常為5至95％，優(yōu)選為5至40％，更優(yōu)選為15至25％。
反應(yīng)溫度不高于溶劑的沸點，通常為-30至100℃，優(yōu)選0至40℃，更優(yōu)選15-30℃。反應(yīng)時間可依反應(yīng)溫度和濃度而變化，通常在1至10小時范圍內(nèi)。
反應(yīng)所用的乙酸可按下文所述的方法便利地回收。加入與反應(yīng)中使用的相同的有機溶劑，然后濃縮，幾乎全部的乙酸被蒸發(fā)。由于在此方法中，反應(yīng)混合物被有機溶劑所代替，它可在后序步驟中直接利用，而乙酸能通過蒸餾的方法從與有機溶劑的混合物中分離出來，從而便利地被回收。
N-保護的-L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的脫保護向所得反應(yīng)混合物中加入水或含有能與水溶混的溶劑，如甲醇，乙醇，二甲基甲酰胺和二噁烷的水，形成兩層混合物，然后除去保護基團。當(dāng)保護基團是芐氧基羰基時，加入含水溶劑然后加入Pd/C(每摩爾芐氧基羰基基團1mg或更多Pd)進行催化加氫。盡管反應(yīng)溫度無特別限制，脫保護反應(yīng)通常在10℃至70℃溫度下進行。
所加入的含水溶劑的量無特別限制，但量過大會使體積不希望的大，故通常所用的濃度為N-保護的-L-天冬氨酰基-D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺為0.1至10.0g/dl，優(yōu)選0.05至5.0g/dl。
當(dāng)保護基團是可以被酸除去的，如甲酰基，叔-丁氧羰基和亞芐基基團時，可通過在室溫或更高溫度下加入酸濃度為0.1N或更高(酸的量為超過保護基團的量0.5倍的摩爾量)的含水溶劑來容易地除去保護基團。當(dāng)然酸在加入含水溶劑之后加入。盡管所用的酸沒有特別的限制，但通常使用鹽酸和硫酸，因為它們可方便低價地得到。
反應(yīng)時間依反應(yīng)溫度而變化，在室溫下為1至3天，在70℃下為1至4小時，在回流下為5分鐘至1小時。當(dāng)保護基團是可用堿除去的三氟乙?；蜞彵蕉柞；鶗r，堿的使用方法同上述酸的使用方法相似。
L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的結(jié)晶脫保護完成之后，將有機層與水相分開，水層的PH值調(diào)整至4.5至5.5之間，然后將L-天冬氨酰基-D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺冷卻結(jié)晶出來并過濾分離。PH值的調(diào)整可用常規(guī)使用的酸和堿，如鹽酸，硫酸，碳酸氫鈉，碳酸鈉，氫氧化鈉，三乙胺及其類似物。
雖然結(jié)晶溫度沒有特別的限制，從產(chǎn)率的角度看15℃或更低的溫度是優(yōu)選的。也可以濃縮過濾的母液并隨后將其冷卻，從而容易地回收L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯的是，一些L-天冬氨?；?D-β-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺可用上述的反應(yīng)制備，但它可容易地被上述的結(jié)晶除去。
概括地描述了本發(fā)明后，參考本文提供的一些具體實施例可對本發(fā)明得到進一步的理解，除非特別指出，這些實施例僅作說明之用，而不試圖加以限制。
實施例1在室溫下，邊攪拌邊在30分鐘內(nèi)，向由50ml乙酸中加入7.16g(0.05摩爾)的N-甲?；?L-天冬氨酸酐所得的漿液中，加入250ml含11.7g(0.05摩爾)D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺的甲苯，然后在室溫下攪拌該混合物過夜。用HPLC的定量分析表明，在反應(yīng)混合物中生成了0.03l摩爾的N-甲?；?α-L-天冬氨酰基-D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺(產(chǎn)率為以D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺計，62.0％)。向反應(yīng)混合物中加入750ml 0.5N的鹽酸，然后邊攪拌邊在70℃加熱2小時。分離甲苯層來離析水層，將其冷卻至室溫，然后用1.5％的碳酸鈉將PH值調(diào)至5。加水使體積達到1100ml后，將混合物置于冷藏箱過夜。過濾沉淀的晶體并干燥得到8.39g(0.024摩爾)的α-L-天冬氨酰基-D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺。產(chǎn)率以D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，48.0％。
實施例2在室溫下，邊攪拌邊在30分鐘內(nèi)，向由50ml乙酸中加入7.16g(0.05摩爾)的N-甲?；?L-天冬氨酸酐所得的漿液中，加入250ml含11.0g(0.05摩爾)D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺的甲苯，然后在室溫下攪拌該混合物過夜。用HPLC的定量分析表明，在反應(yīng)混合物中生成了0.035摩爾的N-甲?；?α-L-天冬氨?；?D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺(產(chǎn)率為以D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，69.6％)。向反應(yīng)混合物中加入350ml 1N的鹽酸，然后邊攪拌邊在70℃加熱1.5小時。分離甲苯層來離析水層，在減壓下濃縮至250ml，在室溫下用15％的碳酸鈉將PH值調(diào)至5。加水使體積達到400ml后，將混合物置于冷藏箱過夜。過濾分離沉淀的晶體并干燥得到8.39g(0.024摩爾)的α-L-天冬氨?；?D-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺。產(chǎn)率以D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，54.0％。
實施例3在室溫下，邊攪拌邊在30分鐘內(nèi)，向由50ml乙酸中加入7.16g(0.05摩爾)的N-甲?；?L-天冬氨酸酐所得的漿液中，加入250ml含11.7g(0.05摩爾)D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺的甲苯，然后在室溫下攪拌該混合物過夜。用HPLC的定量分析表明，在反應(yīng)混合物中生成了0.031摩爾的N-甲?；?α-L-天冬氨酰基-D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺(產(chǎn)率為以D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺計，62.0％)。向反應(yīng)混合物中加入750ml 1N的鹽酸，然后邊攪拌邊在70℃加熱2小時。分離甲苯層來離析水層，將其冷卻至室溫，然后用15％的碳酸鈉將PH值調(diào)至5。加水使體積達到1100ml后，將混合物置于冷藏箱過夜。過濾分離沉淀的晶體并干燥得到8.64g(0.0247摩爾)的α-L-天冬氨?；?D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺。產(chǎn)率以D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，49.4％。
實施例4在室溫下，邊攪拌邊在30分鐘內(nèi)，向由20ml乙酸和30ml甲苯的混合物中加入12.45g(0.05摩爾)的N-芐氧基羰基-L-天冬氨酸酐所得的漿液中，加入250ml含11.7g(0.05摩爾)D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺的甲苯，然后在室溫下攪拌該混合物5小時。用HPLC的定量分析表明，在反應(yīng)混合物中生成了0.029摩爾的N-芐氧基羰基-α-L-天冬氨酰基-D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺(產(chǎn)率為以D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，57.6％)。向反應(yīng)混合物中加入500ml水和0.2g 10％的Pd/C，然后在50℃下催化加氫2小時。分離甲苯層來離析水層，用15％的碳酸鈉將PH值調(diào)至5。加水使體積達到900ml后，將混合物置于冷藏箱過夜。過濾分離沉淀的晶體并干燥得到8.16g(0.0234摩爾)的α-L-天冬氨?；?D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺。產(chǎn)率以D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，46.8％。
實施例5在15℃下，邊攪拌邊在90分鐘內(nèi)，向由30ml乙酸中加入7.16g(0.05摩爾)的N-甲?；?L-天冬氨酸酐所得的漿液中，加入100ml含11.7g(0.05摩爾)D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺的甲苯，然后在室溫下攪拌該混合物3小時。用HPLC的定量分析表明，在反應(yīng)混合物中生成了0.030摩爾的N-甲?；?α-L-天冬氨?；?D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺(產(chǎn)率為以D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺計，60.0％)。向反應(yīng)混合物中加入500ml 0.5N的鹽酸，然后在回流下加熱30分鐘。分離甲苯層來離析水層，冷卻至室溫并用15％的碳酸鈉將PH值調(diào)至5。加水使體積達到1000ml后，將混合物置于冷藏箱過夜。過濾分離沉淀的晶體并干燥得到8.56g(0.0245摩爾)的α-L-天冬氨?；?D-纈氨酸-N-(S)-乙基-芐基酰胺。產(chǎn)率以D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，49.0％。
實施例6在室溫下，邊攪拌邊在30分鐘內(nèi)，向由20ml乙酸和30ml甲苯的混合物中加入12.45g(0.05摩爾)的N-芐氧基羰基-L-天冬氨酸酐所得的漿液中，加入200ml含11.7g(0.05摩爾)D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺的甲苯，然后在室溫下攪拌該混合物5小時。用HPLC的定量分析表明，在反應(yīng)混合物中生成了0.0327摩爾的N-芐氧基羰基-α-L-天冬氨酰基-D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺(產(chǎn)率為以D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，65.3％)。向反應(yīng)混合物中加入300ml水和0.2g 10％的Pd/C，然后在50℃下催化加氫2小時。分離甲苯層來離析水層，用15％的碳酸鈉將PH值調(diào)至5。加水使體積達到350ml后，將混合物置于冷藏箱過夜。過濾分離沉淀的晶體并干燥得到8.16g(0.0234摩爾)的α-L-天冬氨?；?D-α氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺。產(chǎn)率以D-α-氨基丁酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計57.6％。
實施例7向6.0g甲酸和20.6g乙酸酐的混合物中加入13.3g(0.1摩爾)的L-天冬氨酸，在50℃下攪拌該混合物4小時。將反應(yīng)混合物冷卻至20℃后，過濾分離沉淀出的N-甲酰基-L-天冬氨酸酐的晶體，用30ml乙醚洗滌。干燥后，得到10.8g(0.075摩爾)的N-甲?；?L-天冬氨酸酐。所得晶體與75ml乙酸混合形成漿液，在15℃下邊攪拌邊在40分鐘內(nèi)向其中加入700ml含16.4g(0.07摩爾)的D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺的甲苯，在60℃下進一步攪拌混合物1小時。用HPLC的定量分析表明，在反應(yīng)混合物中生成了0.044摩爾的N-甲酰基-α-L-天冬氨?；?D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺(產(chǎn)率為以D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，62.9％)。向反應(yīng)混合物中加入1000ml 0.5N的鹽酸，然后在回流下加熱20分鐘。分離甲苯層來離析水層，冷卻至40℃，然后用15％的碳酸鈉將PH值調(diào)至5。在10℃下攪拌5小時后，過濾分離沉淀的晶體并干燥得到11.65g(0.0333摩爾)的α-L-天冬氨酰基-D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺。產(chǎn)率以D-纈氨酸-N-(S)-乙基芐基酰胺計，47.6％。
對本發(fā)明進行了充分的說明之后，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，明顯的是在不離開本文說明的發(fā)明精神或范圍的情況下，對其可進行多種變化和改進。
本申請是以1994年9月7日在日本專利局申請的日本專利申請213704/1994為基礎(chǔ)，該申請全文在此引作參考。
權(quán)利要求
1.一種制備L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的方法，包括以下順序的步驟令N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺在一種有機溶劑中的乙酸的存在下反應(yīng)，該有機溶劑不能與水均勻地混合，向其中加入含水溶劑，除去兩相系中的保護基團，分離有機層，及將L-天冬氨?；?D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺從水相中結(jié)晶出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中N-保護的-L-天冬氨酸酐的保護基團是芐氧基羰基，甲?；?，叔-丁氧基羰基，三氟乙酰基，鄰苯二甲?；騺喥S基基團。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述的保護基團是芐氧基羰基或甲?；鶊F。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的有機溶劑是芳香烴，脂肪酸酯，鹵化烴或醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述的有機溶劑是甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺是D-纈氨酸-(S)-N-α-乙基芐基酰胺或D-α-氨基丁酸-(S)-N-α-乙基-芐基酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述的保護基團是甲?；?，用HCl水解將其除去。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)混合物中，N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基-芐基酰胺的濃度在0.03至10.0mol/l范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中反應(yīng)混合物中，N-保護的-L-天冬氨酸酐和D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基-芐基酰胺的濃度在0.05至5.0mol/l范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中乙酸在乙酸和有機溶劑的混合物中的比例為5至95％，以溶劑的總體積為基準計算。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中乙酸在乙酸和有機溶劑的混合物中的比例為5至40％。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中乙酸在乙酸和有機溶劑的混合物中的比例為15至25％。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中含水溶劑的量為0.1至10.0g/dl。
14.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中含水溶劑的量為0.05至5.0g/dl。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備L-天冬氨酰基-D-α-氨基鏈烷烴羧酸-(S)-N-α-烷基芐基酰胺的方法，它比以前用N-保護的-L-天冬氨酸酐的方法更便宜且更有效。
文檔編號C07K5/00GK1129705SQ9511715
公開日1996年8月28日 申請日期1995年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月7日
發(fā)明者竹本正, 土屋豐人 申請人:味之素株式會社