(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108003105 A(43)申请公布日 2018.05.08
(21)申请号 201810002838.2(22)申请日 2018.01.02
(71)申请人 上海克琴科技有限公司
地址 201512 上海市金山区金山卫镇金瓯
路518号6幢(72)发明人 吴江 张伟 郭晓峰
(74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限
公司 31253
代理人 杜蔚琼(51)Int.Cl.
C07D 239/06(2006.01)
权利要求书2页 说明书6页
(54)发明名称
一种合成小分子氨基酸衍生物依克多因的方法
(57)摘要
本发明涉及一种小分子氨基酸衍生物(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)的合成方法，其特征是以廉价易得的商品化的L-乙酰天冬酰胺为原料，先经过缩合成内酰胺、上保护、羰基还原、酰胺水解、氨基脱保护盐酸盐化再成环得到依克多因分子。该方法能够以很低的成本、较少的步骤方便的得到高纯度的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)产品，反应条件温和，易于控制，环境污染很小，适合工业化生产。
CN 108003105 ACN 108003105 A
权 利 要 求 书
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1.一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：以如下结构的化合物为原料，经环合反应后获得目标产物。
2.一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：以如下结构的化合物为原料，依次经羰基还原、酰胺水解、氨基脱保护盐酸盐化、环合反应后获得目标产物。
其中，Pro为氨基保护基。
3.一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：以如下结构的化合物为原料，依次经缩合成内酰胺、上保护、羰基还原、酰胺水解、氨基脱保护盐酸盐化、环合反应后获得目标产物
其中，X为羧基或能转化为羧基的基团。
4.如权利要求3所述的一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：L-乙酰天冬酰胺为原料，依次经如下过程后获得目标产物：
S1：将L-乙酰天冬酰胺分子内缩合,并用保护基保护内酰胺的氮原子；S2：将内酰胺的一个羰基还原，并水解、脱保护转化为氨的盐酸盐；S3：经分子内环合反应获得目标产物。
5.如权利要求4所述的一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于，具备方法如下所示：
步骤一、在弱碱性条件下，L-乙酰天冬酰胺在加入缩合剂的条件下，于10-35℃的温度下，搅拌反应1-5小时，获得内酰胺产物；
步骤二、在强碱的作用下，将步骤一的产物与Boc酸酐反应,将内酰胺的氮原子保护起来，在0℃以上的温度下，用还原剂反应2-10小时，得到内酰胺羰基被还原为亚甲基的中间体；
步骤三、将步骤二的产物用氢氧化锂水解酰胺键,再与氯化氢反应脱除Boc保护得到盐酸盐中间体；
步骤四、将步骤三的产物，在碱的作用下，于50℃-120℃的温度下，反应5-24小时，获得分子内环合产物。
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CN 108003105 A
权 利 要 求 书
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6.如权利要求5所述的一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：
在步骤一中，所述L-乙酰天冬酰胺与，缩合剂的摩尔比为1：1.5；所述弱碱和L-乙酰天冬酰胺的摩尔比为1：1.5；在步骤二中，所述步骤一的产物和Boc酸酐的摩尔比为1:1-1.5；所述的强碱和Boc酸酐的摩尔比为1:1-1.5；所述还原剂和步骤一产物的摩尔比2-3:1；在步骤三中，所述步骤二的产物和氢氧化锂的摩尔比为1:1-1.5；步骤四中，碱和步骤三的产物的摩尔比是1:1-1.3。
7.如权利要求5所述的一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：
所述步骤一至步骤四进行无溶剂反应或有溶剂反应；所述溶剂选自醚类、酯类、醇类、芳香类和烷烃类；所述弱碱选自三乙胺、二异丙基乙基胺，强碱选自甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠等。
8.如权利要求5所述的一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：
所述步骤一至步骤四为连续反应；或
所述步骤一至步骤四中的一步或多步反应，在反应结束后进行纯化；所述纯化的过程如下所示：步骤一产物的纯化方法为：将反应液的pH调节至中性后，经萃取、蒸除溶剂后获得步骤一的产物；
步骤二产物的纯化方法为：用酸洗涤反应液后，经干燥、蒸除溶剂后获得步骤二的产物；
步骤三产物的纯化方法为：过滤；步骤四产物的纯化方法为：经蒸除溶剂和重结晶后获得目标产物。
9.如权利要求5-8任一所述的一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：
所述步骤四中，还添加了原乙酸三甲酯进行反应。
10.如权利要求9所述的一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：
所述步骤三的产物与原乙酸三甲酯的摩尔比为1:0.1-1.5。
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CN 108003105 A
说 明 书
一种合成小分子氨基酸衍生物依克多因的方法
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技术领域
[0001]本发明涉及一种具有生理活性的氨基酸衍生物的新合成方法，具体地说是(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)的合成方法。
背景技术[0002](S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)来源于高嗜盐菌(Halomonas Elongata)，是一种小分子氨基酸衍生物，具有一个手性碳原子。[0003]在高盐、高温、高紫外线辐射的极端条件下，依克多因使嗜盐菌免受伤害。依克多因是耐盐生物为维持渗透压平衡而在细胞内产生的一种相容性溶质。体内外研究表明(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)能通过体内合成和体外转运两种途径在细胞内积累，调节细胞内外渗透压平衡。[0004](S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)具有渗透压调节作用以及稳定蛋白质水合层，保护酶、DNA等生物大分子和细胞膜结构的作用，可以帮助细胞及动植物抵抗冷冻、干旱、高温、高盐、辐射等各种不利环境。因此其在医疗、保健及化妆品领域具有广泛的应用前景。[0005](S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)在口腔护理中的应用在世界专利WO0219978中公开报道。其在皮肤护理及疾病预防中的应用在专利DE102004016129中公开报道。其在治疗及预防胃肠道疾病中的应用在世界专利WO2006097263中公开报道。[0006](S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)最初的批量生产技术是被成为“细菌挤奶”技术的生物合成方法。而在化学合成方面也有从价格昂贵的2,4-二氨基丁酸为原料的合成方法报道出来(专利JP-A-03031265和专利US20110178292)。
发明内容
[0007]本发明旨在克服上述缺陷，提供一种成本低廉、合成工艺简单的依克多因人工合成的新方法。
[0008]本发明提供了一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：以如下结构的化合物为原料，经环合反应后获得目标产物：
[0009]
[0010]
该环合反应的过程一般为：将上述结构的化合物，在醇类等极性溶剂中，用碱加以游离之后，再加热进行分子内成环反应得到(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)产物分子。[0011]此外，本发明还提供了另一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，其特征在于：以如下结构的化合物为原料，依次经羰基还原、酰胺水解、氨基脱保护盐酸
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CN 108003105 A
说 明 书
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盐化、环合反应后获得目标产物：
[0012]
其中，Pro为氨基保护基。[0014]例如：烷氧羰基类保护基：N-苄氧羰基、甲氧羰基、乙氧羰基、叔丁氧羰基(Boc)、芴甲氧羰基(Fmoc)、烯丙氧羰基(Alloc)、三甲基硅乙氧羰基(Teoc)；[0015]酰基类保护基：邻苯二甲酰基、对甲苯磺酰基、三氟乙酰基、特戊酰胺、苯甲酰胺；[0016]烷基类保护基：三苯甲基、2,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苄基、苄基等等。[0017]此类保护基具有脱去保护后，仍旧能恢复为氨基的特点。[0018]具体反应方程式如下所示：
[0019]
[0013]
[0020]
此外，本发明还提供了另一种一种(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成
方法，其特征在于：以如下结构的化合物为原料，依次经缩合成内酰胺、上保护、羰基还原、酰胺水解、氨基脱保护盐酸盐化、环合反应后获得目标产物：
[0021]
[0022][0023][0024]
其中，R为能转化为氨基的基团。如：羧基、醛基、卤素、酰卤、酰胺等各类基团。
具体反应方程式如下所示：
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说 明 书
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进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还
具有这样的特点：即L-乙酰天冬酰胺为原料，依次经如下过程后获得目标产物：[0026]S1：将L-乙酰天冬酰胺进行分子内缩合；
[0027]
[0028]
S2：将L-乙酰天冬酰胺缩合形成的内酰胺的氮原子进行Boc保护，并用硼氢化钠和三乙基硅氢将内酰胺的一个羰基还原成亚甲基；
[0029]
[0030]
S3：将还原后的内酰胺用氢氧化锂水解酰胺键再与氯化氢反应脱除Boc保护得到
盐酸盐中间体；
[0031][0032]
S4：经分子内环合反应获得目标产物。
[0033]
进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还
具有这样的特点：即、具备方法如下所示：[0035]步骤一、在弱碱性条件下，L-乙酰天冬酰胺在加入DCC、EDCI或HOBT等缩合剂的条件下，于10-35℃的温度下，搅拌反应1-5小时，获得内酰胺产物；[0036]步骤二、在强碱的作用下，将步骤一的产物与Boc酸酐反应将内酰胺的氮原子保护起来，在0℃以上的温度下，用硼氢化钠、三乙基硅氢等作还原剂反应2-10小时，得到内酰胺羰基被还原为亚甲基的中间体；[0037]步骤三、将步骤二的产物用氢氧化锂水解酰胺键再与氯化氢反应脱除Boc保护得到盐酸盐中间体；[0038]步骤四、将步骤三的产物，在碱的作用下，于50℃-120℃的温度下，反应5-24小时，获得分子内环合产物。
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说 明 书
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进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还
具有这样的特点：即、在步骤一中，所述L-乙酰天冬酰胺与，DCC或EDC I或HOBT的摩尔比为1：1.5；所述的弱碱和L-乙酰天冬酰胺的摩尔比为1：1.5；[0040]进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还具有这样的特点：即、在步骤二中，所述步骤一的产物和Boc酸酐的摩尔比为1:1-1.5；[0041]所述的强碱和Boc酸酐的摩尔比为1:1-1.5；[0042]所述还原剂硼氢化钠、三乙基硅氢和步骤一产物的摩尔比2-3:1。[0043]进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还具有这样的特点：即、在步骤三中，步骤二的产物和氢氧化锂的摩尔比为1:1-1.5；[0044]进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还具有这样的特点：即、步骤四中，碱和步骤三的产物的摩尔比是1:1-1.3。[0045]进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还具有这样的特点：即、上述步骤一至步骤四进行无溶剂反应或有溶剂反应；[0046]所述溶剂选自醚类、酯类、醇类、芳香类和烷烃类；[0047]所述弱碱选自三乙胺、二异丙基乙基胺，强碱选自甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠等。[0048]进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还具有这样的特点：即、上述步骤一至步骤四为连续反应；即、无需单独处理的反应；[0049]或
[0050]上述步骤一至步骤四中的一步或多步反应，在反应结束后进行纯化；[0051]上述纯化的过程如下所示：[0052]所述纯化的过程如下所示：[0053]步骤一产物的纯化方法为：将反应液的pH调节至中性后，经萃取、蒸除溶剂后获得步骤一的产物；
[0054]步骤二产物的纯化方法为：用酸洗涤反应液后，经干燥、蒸除溶剂后获得步骤二的产物；
[0055]步骤三产物的纯化方法为：过滤；[0056]步骤四产物的纯化方法为：经蒸除溶剂和重结晶后获得目标产物。[0057]该用于萃取和重结晶的试剂可以选自：酯类(乙酸乙酯、甲酸乙酯)、醇类(乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇)、醚类(乙醚、甲基叔丁基醚)、酮类(丙酮等)。[0058]进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还具有这样的特点：即、上述步骤四中，还添加了原乙酸三甲酯进行反应。[0059]进一步地，本发明提供的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸的合成方法，还具有这样的特点：即、上述步骤三的产物与原乙酸三甲酯的摩尔比为1:0.1-1.5。[0060]本发明的作用和效果：
[0061]本发明提供了一种小分子氨基酸衍生物(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)的合成方法，在本发明的方法中，以一种极其廉价易得的商品L-乙酰天冬酰胺为原料，先经过缩合成内酰胺、上保护、羰基还原、酰胺水解、氨基脱保护盐酸盐化、环合反应后得到依克多因分子。该方法能够以很低的成本、较少的步骤方便的得到高纯度高产率
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说 明 书
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的(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶-4-羧酸(依克多因)产品，且该反应的反应条件温和，易于控制，环境污染极小，收率较传统工艺提高了至少30％，成本则为传统工艺的10％不到，极其适合工业化生产。
具体实施方式[0062]实施例1[0063]第一步：将原料L-乙酰天冬酰胺500克加入到300克DCC溶于3升二氯甲烷的溶液中，然后滴加入210克三乙胺。然后在室温下反应2小时，反应结束后将反应液用盐酸调至pH＝2。再用乙酸乙酯萃取出产品后，干燥蒸除溶剂后得到内酰胺1 420克，收率78％。
[00]
第二步：将内酰胺1 400克和BOC酸酐500克加入到8升四氢呋喃中，0℃加入氢化钠120克，氮气保护条件下进行反应。0℃搅拌反应2小时后，再分批加入硼氢化钠250克后20℃反应2小时。再加入三乙基硅氢400克，加热到60℃反应3小时。待反应完成后用1M盐酸洗涤反应液。将溶液部分干燥并蒸除溶剂后得到中间体3 670克，产率80％。
[0065]
[0066]
[0067]
第三步：将500克BOC保护的中间体3溶于3升乙醇和1升水中，再向反应液中加入氢氧化钠固体，40℃反应3小时。待反应结束之后，将乙醇蒸出，再加入5升甲基叔丁基醚后用清水洗涤两次。有机层用无水硫酸钠干燥后再通入氯化氢气体得到盐酸盐中间体4 360克，产率85％。
[0068]
第四步：将盐酸盐中间体3360克和乙醇钠125克加入到5升无水乙醇中，加热搅拌
反应5小时。蒸除溶剂后得粗产品，再将粗产物用甲醇(60mL)和乙酸乙酯(300mL)进行重结晶得到纯的产品200克，产率85％。
[0069]
[0070]
[0071]
实施例2
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说 明 书
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第一步：将原料L-乙酰天冬酰胺500克加入到550克EDCI溶于4升二氯甲烷的溶液
中，然后滴加入280克二异丙基乙基胺。然后在室温下反应2小时，反应结束后将反应液用盐酸调至pH＝2。再用乙酸乙酯萃取出产品后，干燥蒸除溶剂后得到内酰胺1 380克，收率67％。[0073]第二步：将内酰胺1 300克和BOC酸酐400克加入到6升四氢呋喃中，0℃加入氢化钠150克，氮气保护条件下进行反应。0℃搅拌反应2小时后，再分批加入硼氢化钠后20℃反应3小时。再加入三乙基硅氢400克，加热到60℃反应3小时。待反应完成后用1M盐酸洗涤反应液。将溶液部分干燥并蒸除溶剂后得到中间体3 540克，产率65％。[0074]第三步：将500克BOC保护的中间体3溶于5升甲醇中，再向反应液中加入氢氧化锂固体，40℃反应2小时。待反应结束之后，将甲醇蒸出，再加入5升甲基叔丁基醚后用清水洗涤两次。有机层用无水硫酸钠干燥后再通入氯化氢气体得到盐酸盐中间体4 360克，产率85％。[0075]第四步：将盐酸盐中间体3300克和叔丁醇钠130克加入到5升异丙醇中，加热搅拌反应4小时。蒸除溶剂后得粗产品，再将粗产物用甲醇(60mL)和乙酸乙酯(300mL)进行重结晶得到纯的产品200克，产率％。[0076]实施例3[0077]第一步：将原料L-乙酰天冬酰胺500克加入到560克HOBT溶于4升二氯甲烷的溶液中，然后滴加入280克二异丙基乙基胺。然后在室温下反应2小时，反应结束后将反应液用盐酸调至pH＝2。再用乙酸乙酯萃取出产品后，干燥蒸除溶剂后得到内酰胺1 400克，收率74％。[0078]第二步：将内酰胺1 300克和BOC酸酐400克加入到6升四氢呋喃中，0℃加入氢化钠150克，氮气保护条件下进行反应。0℃搅拌反应2小时后，再分批加入硼氢化钠后20℃反应3小时。再加入三乙基硅氢400克，加热到50℃反应3小时。待反应完成后用1M盐酸洗涤反应液。将溶液部分干燥并蒸除溶剂后得到中间体3 440克，产率65％。[0079]第三步：将400克BOC保护的中间体3溶于4升甲醇和1升水中，再向反应液中加入氢氧化锂固体，40℃反应3小时。待反应结束之后，将甲醇蒸出，再加入5升甲基叔丁基醚后用清水洗涤两次。有机层用无水硫酸钠干燥后再通入氯化氢气体得到盐酸盐中间体4 320克，产率86％。
[0080]第四步：将盐酸盐中间体3300克和叔丁醇钾150克加入到5升异丙醇中，加热搅拌反应4小时。蒸除溶剂后得粗产品，再将粗产物用甲醇(50mL)和乙酸乙酯(300mL)进行重结晶得到纯的产品220克，产率90％。
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