一种 L- 羟基脯氨酸衍生物及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种 L- 羟基脯氨酸衍生物及其制备方法。背景技术 南瓜子氨基酸 (cucurbitine)VII 为葫芦科植物中含有的一种水溶性氨基酸， 已 知南瓜子氨基酸可作为抗寄生虫， 特别是抗日本血吸虫的驱虫药 (Morimoto， Y. ； Achiwa， K.Chem.Pharm.Bull.1987， 35， 3845-3849)。
近年来， 发现南瓜子氨基酸还具有抗过敏的作用 (FR2673626)， 这种作用来源于其 对组胺形成过程的抑制。南瓜子氨基酸能够有效抑制组氨酸脱羧酶的活性， 从而阻碍了组 氨酸向组胺的转化， 进而降低了血清和组织中组胺的浓度， 而组胺是变态反应介质， 抑制了 组胺的生成， 也就有效抑制了过敏反应。
法国专利 FR2673626(Date of patent ： 1992.10.7) 和公开号为 CN1065009 的中 国专利报道了一种南瓜子氨基酸的化学合成方法， 该方法以 1- 苄基 -3- 吡咯烷酮为原料， 将其与氯化铵和氰化钾反应， 得到 (±)-3- 氨基 -1- 苄基 -3- 氰基吡咯烷酮， 再酸或碱水解 得到 (±)-3- 氨基 -1- 苄基 -3- 氰基吡咯烷酸， 然后氢解得 (±)- 南瓜子氨基酸， 最后拆分 即得 (-)- 南瓜子氨基酸。此方法原料价格昂贵， 且水解和拆分这两步都需要硅胶柱层析提 纯， 拆分所用试剂 (1S)-(-)- 莰基氯化物的价格也很昂贵， 难以工业化生产。
现 有 技 术 中，有 文 献 (Cornelia Heindl ； Harald Hubner ； Peter Gmeiner. Tetrahedron ： Asymmetry.2003， 14， 3141-3152) 报道了试图从化合物 I 合成化合物 II， 但没 有成功， 只得到了 62％的化合物 X， 如下图所示 ：
发明内容 本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中南瓜子氨基酸的合成成本高， 操 作过程复杂， 不适于工业化生产的缺陷而提供了一种 L- 羟基脯氨酸衍生物及其制备方法， 以该化合物为中间体制备南瓜子氨基酸操作简便、 成本低、 适于工业化生产。
本发明涉及如式 II 所示的 L- 羟基脯氨酸衍生物 ；
本发明还涉及化合物 II 的制备方法， 其包含下列步骤 ： 有机溶剂中， 在无水有机 弱碱和 / 或无水无机弱碱的作用下， 将化合物 I 与苄氯和 / 或苄溴 ( 优选苄氯 ) 进行反应， 即可 ；
其中， 所述的有机溶剂较佳的为乙酸乙酯、 乙腈、 氯仿、 丙酮、 甲基叔丁基醚、 四氢 呋喃 (THF)、 二甲基亚砜 (DMSO) 和 N， N- 二甲基甲酰胺 (DMF) 中的一种或多种， 更佳的为 DMF ； 所述的有机溶剂与化合物 I 的体积质量比较佳的为 20 ～ 30ml/g， 更佳的为 20ml/g ； 所 述的有机弱碱较佳的为三乙胺 ； 所述的无机弱碱较佳的为碳酸钾、 碳酸钠和碳酸铯中的一 种或多种， 更佳的为碳酸钾或碳酸钠 ； 所述的无水有机弱碱和 / 或无水无机弱碱的用量较 佳的为化合物 I 摩尔量的 2 ～ 4 倍， 更佳的为 3 倍 ； 所述的苄氯和 / 或苄溴的用量较佳的为 化合物 I 摩尔量的 2 ～ 3 倍， 更佳的为 2.2 倍 ； 所述的反应的温度较佳的为 35 ～ 85℃， 更 佳的为 40 ～ 70℃， 最佳的为 50 ～ 60℃； 所述的反应的时间较佳的以检测反应完成为止， 一 般为 2 ～ 30 小时， 优选 5 ～ 25 小时， 更优选 10 ～ 20 小时。
本发明中所述的南瓜子氨基酸 VII 可由下述方法制得 ： 将如式 VI 所示的化合物进 行水解反应， 即可 ；
其中， 所述的水解反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和条件 ；本发明特别优选下述方法和条件 ： 如式 VI 所示的化合物在酸的水溶液中反应， 即可。
其中， 所述的水溶液与化合物 VI 的体积质量比较佳的为 10 ～ 20ml/g， 更佳的为 10ml/g ； 所述的酸较佳的为无机强酸， 更佳的为盐酸 ； 所述的水溶液中酸的浓度较佳的为 6 ～ 10mol/L， 更佳的为 6mol/L ； 所述的反应的温度较佳的为 100 ～ 130℃， 更佳的为 120℃； 所述的反应的时间较佳的以检测反应完全为止。
本发明中所述的化合物 VI 可由下述方法制得 ： 将如式 V 所示的化合物进行脱羧反 应， 即可 ；
其中， 所述的脱羧反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和条件 ； 本发明特别优选下述方法和条件 ： 有机溶剂中， 如式 V 所示的化合物在 155 ～ 165℃下反 应， 即可。
其中， 所述的有机溶剂较佳的为乙二醇、 环戊醇和环己醇中的一种或多种， 更佳的 为环己醇 ； 所述的反应的温度较佳的为 155 ～ 165℃， 更佳的为 165℃； 所述的反应的时间较 佳的以检测反应完全为止。
本发明中所述的化合物 V 可由下述方法制得 ： 将如式 IV 所示的化合物进行脱除苄 基的反应， 即可 ；
其中， 所述的脱除苄基的反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和 条件 ； 本发明特别优选下述方法和条件 ： 有机溶剂中， 将如式 IV 所示的化合物在钯碳的催 化下与氢气反应， 即可。
其中， 所述的有机溶剂较佳的为 C1 ～ C3 的烷基醇， 更佳的为甲醇和 / 或乙醇 ； 所 述的有机溶剂与化合物 IV 的体积质量比较佳的为 20 ～ 30ml/g， 更佳的为 30ml/g ； 所述的 钯碳的规格较佳的为钯碳中钯的质量百分比为 5 ～ 20 ％， 更佳的为 10 ％ ； 钯碳的用量较 佳的为化合物 IV 质量的 5 ％～ 10％， 更佳的为 10 ％ ； 所述的氢气的压力较佳的为 0.1 ～ 0.3MPa， 更佳的为 0.1MPa ； 所述的反应的温度较佳的为 20 ～ 30℃， 更佳的为 25℃ ； 所述的 反应的时间较佳的以检测反应完全为止， 一般为 12 小时。
本发明中所述的如式 IV 所示的化合物可由下述方法制得 ： 将如式 III 所示的化合物进行 Bucherer-Bergs 反应， 即可 ；
其中， 所述的 Bucherer-Bergs 反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规 方法和条件 ； 本发明特别优选下述方法和条件 ： 在水与有机溶剂的混合溶剂中， 将化合物 III 与氰化钾和 / 或氰化钠， 以及碳酸铵反应， 即可。
其中， 所述的有机溶剂较佳的为甲醇、 乙醇或 N， N- 二甲基甲酰胺 (DMF)， 更佳的为 DMF， 其中水与有机溶剂的体积比较佳的为 1 ∶ 1 ～ 2 ∶ 1， 更佳的为 1 ∶ 1， 所述的混合溶 剂与化合物 III 的体积质量比较佳的为 5 ～ 10ml/g， 更佳的为 6ml/g ； 所述的氰化钾和 / 或 氰化钠的用量较佳的为化合物 III 摩尔量的 1.5 ～ 3 倍， 更佳的为 1.5 ～ 2.5 倍， 最佳的为 1.5 倍 ； 所述的碳酸铵的用量较佳的为化合物 III 摩尔量的 2 ～ 4 倍， 更佳的为 3 ～ 4 倍， 最佳的为 4 倍 ； 所述的反应的温度较佳的为 35 ～ 75℃， 更佳的为 55 ～ 65℃； 所述的反应的 时间较佳的以检测反应完成为止， 一般为 3 ～ 12 小时， 优选 4 ～ 6 小时。
本发明中所述的如式 III 所示的化合物可由下述方法制得 ： 将化合物 II 进行羟基 的氧化反应， 即可 ；
其中， 所述的羟基的氧化反应的方法和条件均可为本领域此类反应的常规方法和 条件 ； 本发明特别优选下述方法和条件 ： 有机溶剂中， 将化合物 II 与二甲基亚砜 (DMSO)、 二 甲基亚砜的活化试剂和三乙胺进行 Swern 氧化反应， 即可。
其中所述的有机溶剂较佳的为二氯甲烷和 / 或四氢呋喃 (THF)， 所述的有机溶剂 与化合物 II 的体积质量比较佳的为 10 ～ 40ml/g， 更佳的为 10ml/g ； 所述的二甲基亚砜的 用量较佳的为化合物 II 摩尔量的 2 ～ 10 倍， 更佳的为 4 ～ 6 倍 ； 所述的二甲基亚砜的活化 试剂较佳的为草酰氯、 三氟乙酸酐、 SOCl2、 三氧化硫吡啶络合物或三聚氰氯 ； 所述的二甲基
亚砜的活化试剂的用量较佳的为化合物 II 摩尔量的 1 ～ 4 倍， 更佳的为 2 ～ 3 倍 ； 所述的 三乙胺的用量较佳的为化合物 II 摩尔量的 2 ～ 10 倍， 更佳的为 3 ～ 6 倍 ； 所述的反应的温 度较佳的为 -78 ～ 20℃， 更佳的为 -60 ～ 10℃， 所述的反应的时间较佳的以检测反应完成 为止， 一般为 1 ～ 12 小时， 优选 2 ～ 3 小时。
在符合本领域常识的基础上， 本发明中上述的各优选技术特征可任意组合， 即得 本发明各较佳实例。
本发明中所述原料或试剂除特别说明之外， 均市售可得。本发明的积极进步效果在于 ： 本发明的 L- 羟基脯氨酸衍生物的制备方法操作简 便、 成本低、 适于工业化生产， 从而为南瓜子氨基酸的合成提供了一条新的途径。 具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明， 但本发明并不受其限制。
实施例中所用的原料或试剂除特别说明之外， 均市售可得。
实施例中所述的室温均指 20 ～ 35℃。
实施例 1 化合物 II 的合成
室温下， 将 5g(38.2mmol) 化合物 I 和 15.8g(114.5mmol， 3eq.)K2CO3 溶于 50ml DMF 中， 搅拌， 降温至 0℃， 滴加 11.1g(87.7mmol， 2.3eq.) 苄氯， 搅拌 30min， 升温至 55℃， 搅拌 15 ～ 17h， 降至室温， 滤去 K2CO3， 向滤液中加入 100ml 水， 用 100ml 二氯甲烷萃取， 饱和食盐
水洗涤， 无水硫酸钠干燥后， 减压浓缩得黄色油状物化合物 II 12.4g。
LC-MS ：保 留 时 间 t ＝ 1.32min ；纯 度 ： 86 ％ (214nm)， 88 ％ (254nm) ； + 312.2([M+H] )。 1
其结构鉴定数据如下： H-NMR(500MHz， DMSO-d6) ： δ1.90-1.94(1H， m， C3-H)， 2.20-2.06(1H， m， C3-H)， 2.26(1H， dd， J ＝ 4.5， 10.0， C5-H)， 3.05(1H， dd， J ＝ 5.5， 9.5， C5-H)， 3.52and 3.87(2H， each d， J ＝ 12.5， NCH2Ph)， 3.53(1H， d， J ＝ 7.0， C2-H)， 4.20-4.22(1H ， m， C 4-H) ， 4.87-4.88(1H ， d， J ＝ 4.0 ， OH) ， 5.09(2H ， s， COOCH 2Ph) ， 7.21-7.29(5H ，m ，NCH 2 Ph) ， 7.31-7.39(5H ，m ，COOCH 2 Ph).ES-MS ： 312.15([M+H] + ) ， 334.14([M+Na]+)。
实施例 2 化合物 III 的合成
6.07g( 粗 品 ) 化 合 物 II 溶 于 50ml 二 氯 甲 烷，降 温 至 -10 ℃，加 入 4.735g(46.9mmol， 2.9eq.) 三乙胺， 缓慢滴加 7.67g(48.2mmol， 3eq.)SO3·Py 的 30ml DMSO 溶液， 反应 2h 后， 加入乙醚稀释， 水洗， 饱和食盐水洗， 无水硫酸钠干燥， 减压浓缩得黄色油 状物化合物 III 5.48g。
LC-MS ：保 留 时 间 t ＝ 1.56min ；纯 度 ： 83 ％ (214nm)， 85 ％ (254nm) ； + 310.2([M+H] )。 1
其结构鉴定数据如下 ： H-NMR(400MHz， DMSO-d6) ： δ2.49(1H， dd， J ＝ 4.2， 17.6，
C3-Hβ)， 2.79(1H， dd， J ＝ 7.6， 18.0， C3-Hα)， 3.01and 3.14(2H， each d， J ＝ 17.2， C5-H2)， 3.66and 3.87(2H， each d， 12.8， NCH2Ph)， 3.91(1H， dd， J ＝ 5.2， 8.0， C2-H)， 5.14and 5.18(2H， each d， J ＝ 12.0， COOCH2Ph)， 7.24-7.31(5H， m， NCH2Ph)， 7.32-7.40(5H， m， COOCH2Ph)。
实施例 3 化合物 III 的合成
6.125g(48.2mmol， 1eq.) 草酰氯溶于 200ml 二氯甲烷中， 降温至 -65℃， 缓慢滴加 15.048g(193mmol， 4eq.)DMSO， 搅拌 30min 后， 加入 15g(48.2mmol) 化合物 II 的 200ml 二氯 甲烷溶液， -60℃下保温反应 2h， 滴加 48.682g(482mmol， 10eq.) 三乙胺， 搅拌 30min 后， 升至 室温， 继续搅拌 1h， 将反应体系加入冰水中， 搅拌 20min 左右， 分液， 有机相水洗， 饱和 NaCl 溶液洗， 无水硫酸钠干燥， 减压浓缩得到黄色油状物化合物 III 15.125g。
LC-MS ：保 留 时 间 t ＝ 1.56min ；纯 度 ： 85 ％ (214nm)， 86 ％ (254nm) ； + 310.2([M+H] )。其结构鉴定数据同实施例 2。
实施例 4 化合物 IV 的合成
2.1g(32.3mmol， 2eq.)KCN、 6.21g(64.7mmol， 4eq.) 碳 酸 铵 溶 于 30ml 水 中， 加入 6g( 粗品， 约 16.2mmol) 化合物 III 的 30ml DMF 溶液， 将反应容器密封， 升温至 60℃， 反应 5h 后冷却至 0℃， 加入乙酸乙酯稀释， 水洗， 饱和 NaCl 溶液洗， 无水硫酸钠干燥， 减压浓缩 后， 加入 24ml 乙酸乙酯， 升温至 65℃， 加入 24ml 正己烷和 6ml 乙醚， 升温至回流， 继续搅拌 30min 后， 降至室温， 有固体析出， 抽滤， 滤饼用 4ml 乙酸乙酯、 4ml 正己烷和 1ml 乙醚的混合 溶液洗涤， 得到白色固体化合物 IV3.43g。
HPLC ： 保留时间 t ＝ 2.115min ； 纯度 ： 96.8％。 1
其结构鉴定数据如下 ： H-NMR(400MHz， CDCl3) ： δ2.18(1H， dd， J ＝ 3.6， 13.6， C3-Hβ)， 2.76(1H， dd， J ＝ 1.6， 14.0， C3-Hα)， 2.93and 3.01(2H， each d， J ＝ 26.4， C5-H2)， 3.64(1H， dd， J ＝ 1.6， 3.6， C2-H)， 3.67and 3.96(2H， each d， J ＝ 13.2， NCH2Ph)， 5.14(2H， s， COOCH2Ph)， 6.60(1H， s， NH)， 7.25-7.34(5H， m， NCH2Ph)， 7.35-7.40(5H， m， COOCH2Ph)， + 8.74(1H， s， NH).ES-MS ： 402.05([M+Na] )。
实施例 5 化合物 V 的合成
4.15g(10.9mmol) 化合物 IV 溶于 60ml 甲醇中， 加入 0.415g 10％的 Pd/C， 于室温、 常压下通入 H2， 反应 24h 后， 加入 100ml 水， 抽滤， 滤饼用甲醇和水洗涤， 滤液减压蒸干后， 真 空干燥得白色固体化合物 V 2.145g。 1
其结构鉴定数据如下 ： H-NMR(400MHz， D2O+HCl) ： δ2.36(1H， dd， J ＝ 9.2， 14.0， C3-Hβ)， 2.75(1H， dd， J ＝ 8.0， 14.0， C3-Hα)2.57(1H， dd， J ＝ 2.4， 8.8， C2-H)3.48and 3.66(2H， each d， J ＝ 8.8， C5-H2).ES-MS ： 200.11([M+H]+)， 222.09([M+Na]+)。
实施例 6 化合物 VI 的合成
N2 保护下， 1.5g 化合物 V 溶于 15ml 环己醇中， 于 165℃反应 24h， 降至室温， 冰水 浴下， 加入 12ml 饱和盐酸乙醚溶液成盐， 过滤， 得到黄褐色固体， 真空干燥后得到化合物 + VI1.06g， ES-MS ： 156.04([M+H] )。
实施例 7 化合物 VII 的合成
0.69g 化合物 VI 溶于 13ml 6N 的 HCl 中， 于 120℃下反应 30h， 蒸去溶剂后， 加入 水， 用二氯甲烷洗涤， 弃去有机相， 将水相浓缩， 用 732 型阳离子交换树脂洗提 ( 洗脱剂依次 为： 水→ 0.1M 的氨水→ 1M 的氨水 )， 蒸去洗脱剂， 加水， 活性炭脱色， 过滤， 蒸去溶剂， 用乙 醇重结晶， 得到乳白色固体化合物 VII0.172g。 1
其结构鉴定数据如下 ： H-NMR(400MHz， D2O)， δ(HOD， 4.50ppm) ： 1.87-1.93(1H， m)， 2.19-2.26(1H， m)， 3.05(1H， J ＝ 12.4Hz)， 3.34(2H， t， J ＝ 8.0Hz)， 3.47(1H， J ＝ 25 + 12.0Hz) ； [α] D ＝ -19.920(c ＝ 1.02， H2O) ； ES-MS ： 131.07([M+H] )。
实施例 8 化合物 II 的合成
室温下， 将 2g(15.26mmol) 化合物 I 和 6.32g(45.8mmol， 3eq.) 无水 K2CO3 溶于 30ml DMF 中， 搅拌， 降温至 0℃， 滴加 4ml(33.45mmol， 2.1eq) 苄溴， 搅拌 30min， 升温至 60℃， 搅拌 15h， 降至室温， 滤去 K2CO3， 向滤液中加入 50ml 水， 用 50ml 二氯甲烷萃取， 饱和食盐水洗涤， 无水硫酸钠干燥后， 减压浓缩得黄色油状物化合物 II 5.02g， 硅胶柱层析分离得 2.04g， 收 率 43％。
实施例 9 化合物 II 的合成
室温下， 将 5g(38.2mmol) 化合物 I 和 76.4mmol 三乙胺溶于 50ml 乙酸乙酯中， 搅 拌， 降温至 0℃， 滴加 114.6mmol 苄氯， 搅拌 30min， 升温至 35℃， 搅拌 15 ～ 17h， 降至室温， 加入 100ml 水， 用 100ml 乙酸乙酯萃取， 饱和食盐水洗涤， 无水硫酸钠干燥后， 减压浓缩得黄 色油状物， 纯化后得化合物 II 2.97g， 收率 25％， 其结构鉴定数据同实施例 1。
实施例 10 化合物 II 的合成
室温下， 将 5g(38.2mmol) 化合物 I 和 114.6mmol 无水 Na2CO3 加入到 50ml 乙腈中， 搅拌， 降温至 0℃， 滴加 114.6mmol 苄氯， 搅拌 30min， 升温至 85℃， 搅拌 15 ～ 17h， 降至室温， 滤去 Na2CO3， 向滤液中加入 100ml 水， 用 100ml 乙酸乙酯萃取， 饱和食盐水洗涤， 无水硫酸钠 干燥后， 减压浓缩得黄色油状物， 纯化后得化合物 II 6.41g， 收率 54％， 其结构鉴定数据同 实施例 1。
实施例 11 化合物 II 的合成
室温下， 将 5g(38.2mmol) 化合物 I 和 152.8mmol 无水 Cs2CO3 加入到 50ml 甲基叔 丁基醚中， 搅拌， 降温至 0℃， 滴加 11.1g(87.7mmol， 2.3eq.) 苄氯， 搅拌 30min， 升温至 40℃， 搅拌 15 ～ 17h， 降至室温， 滤去 Cs2CO3， 向滤液中加入 100ml 水， 用 100ml 乙酸乙酯萃取， 饱 和食盐水洗涤， 无水硫酸钠干燥后， 减压浓缩得黄色油状物， 纯化后得化合物 II 4.87g， 收 率 41％， 其结构鉴定数据同实施例 1。
实施例 12 化合物 II 的合成
室温下， 将 5g(38.2mmol) 化合物 I 和 15.8g(114.5mmol， 3eq.)K2CO3 加入到 50ml THF 中， 搅拌， 降温至 0 ℃， 滴加 10.6g(2.2eq.) 苄氯， 搅拌 30min， 升温至 70 ℃， 搅拌 15 ～ 17h， 降至室温， 滤去 K2CO3， 向滤液中加入 100ml 水， 用 100ml 乙酸乙酯萃取， 饱和食盐水洗 涤， 无水硫酸钠干燥后， 减压浓缩得黄色油状物， 纯化后得化合物 II 6.77g， 收率 57％， 其 结构鉴定数据同实施例 1。
实施例 13 化合物 III 的合成0.664g(1.2eq) 三聚氰氯溶于 20ml 四氢呋喃， 降温至 -18℃， 滴加 1.25ml(5.8eq) DMSO， 加完后搅拌反应 20min ； 再向体系内缓慢滴加 0.933g(3mmol) 化合物 II 的 10ml 四氢 呋喃溶液， 保持 -18℃下反应 40min ； 加入 2ml 三乙胺， -18℃搅拌反应 15min 后， 升至室温继 续反应 2h。 加入 30ml 乙醚， 40ml 冰水， 萃取， 有机相依次用 50ml 饱和 NaHCO3 溶液和 50ml 饱 和食盐水洗涤， 无水硫酸钠干燥， 减压浓缩得到黄色油状物， 纯化后得化合物 III 0.425g， 收率 46％。其结构鉴定数据同实施例 2。
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