鄰氰基-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽的合成與表征

1、Comment y1: 請用半角輸入，下同Comment y2: 什么意思？鄰鄰氰基氰基-D,L-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽的合成與表征苯丙氨酸鹽酸鹽的合成與表征顧準(zhǔn)，劉尚蓮，倪家寶（健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系，江蘇 太倉 215411）摘要摘要：以丙二酸二乙酯為原料合成了非天然氨基酸鄰氰基-D,L-苯丙氨酸鹽以及四個中間體，研究了影響反應(yīng)的因素，改進(jìn)了處理方法，提高了各步反應(yīng)的產(chǎn)率。得到的中間體和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分別通過紅外光譜、核磁共振、元素分析、熔點(diǎn)測試等手段得到確證。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： 合成；非天然氨基酸；鄰氰基-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽中圖分類號：中圖分類號：O6O6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A A氨基

2、酸是構(gòu)成多肽的基本單位，肽鏈中不同的氨基酸及氨基酸所含基團(tuán)的不同使其在化學(xué)和生物活性等方面有著不同的性質(zhì)。通過改變肽鏈中不同氨基酸來修飾肽鏈的結(jié)構(gòu)和環(huán)境，能賦子肽鏈新的功能。天然氨基酸由于結(jié)構(gòu)的原因，無法滿足特殊的需要。隨著生物化學(xué)合成、分離和測試技術(shù)的發(fā)展，研究已轉(zhuǎn)為用非天然氨基酸來修飾肽鏈。合成非天然氨基酸己成為多肽研究中的重要部分。本研究合成的鄰氰基-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽經(jīng)拆分后得到的產(chǎn)物就是一種新型的非天然氨基酸，它可用作肽鏈的連接基團(tuán)，也可取代某些藥物結(jié)構(gòu)中的天然氨基酸基團(tuán)，以增強(qiáng)藥物的療效，并降低其副作用。1 儀器及藥品儀器及藥品1.1 儀器儀器FTS-40 型紅外分析儀（美國

3、BIO-RAD 公司） ，KBr 壓片；Auance Dmx500 型核磁共振儀（瑞士 Bruker 公司） ，CD3OD 為溶劑，TMS 為內(nèi)標(biāo)；Vario EL 型元素分析儀（德國） 。1.2 試劑試劑 所用試劑均為中國醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑公司提供的分析純試劑。2 合成路線及制備合成路線及制備2.1 合成路線合成路線Comment y3: 所有的 ml 應(yīng)改為 mLComment y4: 太籠統(tǒng)了，是什么譜的數(shù)據(jù)？22 中間體的制備中間體的制備221 乙酰氨基丙二酸二乙酯乙酰氨基丙二酸二乙酯 (1) 的制備的制備在 250ml 三口燒瓶中加入丙二酸二乙酯 25.0g (0.156 mo

4、l) ，置于冰浴中。加入冰乙酸28.5ml，待溫度降到 5時，滴入亞硝酸鈉 32.5 g (0.471 mol) 配成的水溶液 mL。水溶攪拌4h，分液。得油層進(jìn)行下步反應(yīng)。上述油層中加入冰乙酸 112.5 ml， 攪拌下分批加入鋅粉 39.2 g (0.6 mol)。滴加乙酐 40ml (0.423 mol) ，繼續(xù)攪拌 4 h。抽濾，濾餅用乙酸洗滌數(shù)次，合并濾液，減壓蒸出乙酸。析出固體，抽濾，洗滌，得白色固體(1) 28. 8 g ( 84.96% )， m.p. 96.396. 8 (文獻(xiàn)1值：m.p.96.598 )。結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表征與文獻(xiàn)一致。222 2-乙酰氨基鄰氰基苯甲基乙酰氨基鄰氰

5、基苯甲基-丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯 (2) 的制備的制備在三口燒瓶中加入 600 ml 無水乙醇后，加入金屬鈉 16. 8 g (0. 728 mol)。待做成乙醇鈉后，先后加入乙酰氨基丙二酸二乙酯 157. 8 g( 0. 727 mol) 和鄰氰基氯芐 109. 1 g ( 0.720mol)。回流反應(yīng) 4h，攪拌下將其倒入水中，靜置過夜，過濾，濾餅用水洗，乙醇重結(jié)晶，得白色固體(2) 155.8g。2232-乙酰氨基鄰氰基苯甲基乙酰氨基鄰氰基苯甲基-丙二酸單乙酯丙二酸單乙酯(3) 的制備的制備向(2) 中(49. 8 g, 0. 15 mol) 加入無水乙醇 700 ml，室溫下滴加氫氧

6、化鈉 63. 6 g (0.159mol) 配成的水溶液 200mL。再反應(yīng) 22. 5 h，邊攪邊滴加鹽酸和無水乙醇組成的溶液，調(diào)節(jié) pH值到酸性。攪拌、過濾，濾液減壓抽干。苯洗滌，干燥得(3) 34. 8 g 。224N-乙?；徢杌阴；徢杌?D,L -苯丙氨酸乙酯苯丙氨酸乙酯(4)的制備的制備向(3) (98 g, 0. 322 mol) 中加甲苯 1200ml，加熱回流 1.25 h。過濾，蒸餾盡量除去甲苯。加乙酸乙酯搖勻，分別用水、碳酸氫鋼溶液、鹽酸、氯化鈉溶液洗至中性。乙酸乙酯層加無水硫酸鈉干燥過夜。過濾，濾餅用乙酸乙酯洗滌，濾液蒸掉乙酸乙酯。加入正已烷和乙酸乙酯的混合液，劇烈

7、搖動至大量白色固體析出。冰凍后，搗碎，過濾，用正己烷洗，得白色固體(4) 85. 1 g。2. 3 鄰氰基鄰氰基-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽苯丙氨酸鹽酸鹽(5) 的制備的制備向(4)中(3. 3 g, 0. 127mo l) 加入 10%鹽酸 50m l，加熱回流 8 h，反應(yīng)完畢后滴加乙醇、氫氧化鈉與水的混合物，調(diào) pH 至微酸性，有大量白色固體析出。過濾、干燥,得產(chǎn)物(5)2. 8g。3 結(jié)果與討論結(jié)果與討論31 中間體及產(chǎn)物的表征中間體及產(chǎn)物的表征311 中間體的表征中間體的表征2-乙酰氨基鄰氰基苯甲基-丙二酸二乙酯：產(chǎn)率 69.8% ，m. p. 106108 。1H-NMR：溶劑 CDC

8、l3，/ppm： 1. 26 ( t, 6H) ，2. 01 ( s, 3H ) ，3. 83 ( s, 2H ) ，4. 26 (q, 4H ) ，6. 52(s, 1H ) ，7. 18 (d, 1H ) ，7. 32 ( t, 1H ) ，7. 47 ( t,1H) ，7. 52 (d, 1H)。2-乙酰氨基鄰氰基苯甲基-丙二酸單乙酯：產(chǎn)率 76% ，m. p. 139140 。紅外譜圖：KB r 壓片，苯環(huán)骨架振動 vc= c在 1610、1530、1490、1450 cm-1出現(xiàn)四個中強(qiáng)吸收峰。雙鍵CH 面外彎曲振動 = CH 在指紋區(qū) 780 cm-1有強(qiáng)的吸收峰，可判斷苯環(huán)上鄰位

9、取代。在1610 cm-1仲酰胺有強(qiáng)的羰基伸縮振動吸收峰(酰胺 I 峰)。仲酰胺 vN-H在 3330、3000 cm-1有兩個中強(qiáng)吸收峰。仲酰胺 vN-H (酰胺 I 峰) 在 1530 cm-1有吸收峰。酯基 vc-o-c 在 1220、1200cm-1有兩個中強(qiáng)峰，vc= o在 1740 cm-1有強(qiáng)峰。在 2220 cm-1處尖細(xì)中強(qiáng)峰表明 vCN吸收帶。羰基vc=o在 1610 cm-1為強(qiáng)峰，在 1410 cm-1為弱峰。在 1020 cm-1處有中強(qiáng)吸收峰存在。N-乙?；徢杌?D,L -苯丙氨酸乙酯：產(chǎn)率 83.0% ，m. p. 7274 。紅外譜圖：KB r 壓片，苯環(huán)骨架

10、振動 vc= c在 1650、1540、1490、1450 cm-1出現(xiàn)四個中強(qiáng)吸收峰。雙鍵 C-H 面外彎曲振動 = CH在指紋區(qū) 780cm-1有強(qiáng)的吸收峰，可判斷苯環(huán)上鄰位取代。在 1650 cm-1仲酰胺有強(qiáng)的羰基伸縮振動吸收峰(酰胺 I 峰)。仲酰胺 vN-H在 3300、3000cm-1有兩個中強(qiáng)吸收峰。仲酰胺 vN-H (酰胺 峰) 在 1540cm-1有吸收峰。酯基 vc-o-c在 1220、1190 cm-1有兩個中強(qiáng)峰，vc-o 在 1750 cm-1有強(qiáng)峰。在 2220cm-1處尖細(xì)中強(qiáng)峰表明 vCN 吸收帶。1H-NMR：溶劑 CDCl3， /ppm： 1. 28 (

11、t, 3H) ，2. 02 ( s, 3H ) ，3. 26 3. 42 ( s, 2H ) ，4. 24 (q,2H ) ，4. 95 (q, 1H) ，6. 13 (d, 1H) ，7. 28 (d, 1H ) ，7. 39 ( t, 1H) ，7. 57 ( t, 1H) ，7. 65 (d, 1H)。元素分析，測試值：C: 64. 49% ，H: 6. 15% ，N: 10.76%； 計算值：C: 64. 60% ，H: 6. 20% ，N: 10.76%312 鄰氰基鄰氰基-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽的表征苯丙氨酸鹽酸鹽的表征產(chǎn)率：97.34% ，m.p. 300 以上。紅外譜圖：KBr

12、 壓片，苯環(huán)骨架振動 vc= c在1590、1510、1490 cm-1出現(xiàn)四個中強(qiáng)吸收峰。雙鍵 C-H 面外彎曲振動 = CH 在指紋區(qū) 780cm-1有強(qiáng)的吸收峰，可判斷苯環(huán)上鄰位取代。在 2220 cm - 1處尖細(xì)中強(qiáng)峰表明 CN 吸收帶。2500-3050cm-1 的連續(xù)譜帶表明氨基酸鹽酸鹽中的 NH+3 伸縮振動。1H-NMR：溶劑 CH3COOD， /ppm: 3. 954. 05 (d, 2H ) ，4. 90 ( t, 1H ) ，7. 90 ( t, 1H ) ，8. 05(d, 1H) ，8. 10 ( t, 1H) ，8. 18 (d, 1H)。32 討論討論本文研究了

13、標(biāo)題化合物及四個中間體的制備方法，目前國內(nèi)外關(guān)于鄰氰基-D,L -苯丙氨酸鹽酸鹽的合成的文獻(xiàn)報道很少，只有關(guān)于 4-氰基-L -苯丙氨酸的合成的文獻(xiàn)2 ，作者參照其反應(yīng)原理，查閱了相應(yīng)資料，選擇了如上的反應(yīng)路線。在化合物(1) 的合成中，一般文獻(xiàn)報道皆采用兩步法，即將中間體肟基丙二酸二乙酯分離出來。而本研究則將含有中間體的油層直接用于下一步反應(yīng)，省卻了分離、提純等諸多步驟，節(jié)省了反應(yīng)時間，而反應(yīng)收率卻相差不大。在化合物(2) 的合成中，絕對無水乙醇的質(zhì)量與反應(yīng)產(chǎn)率有很大關(guān)系。在使用無水乙醇前，必須先將其處理，以保證反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率。在化合物(3) 的合成中，反應(yīng)時間為 22.5 h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于參考

14、文獻(xiàn)報道的 18 h， 而且反應(yīng)收率高達(dá) 75%。另外，洗滌所用的苯可循環(huán)套用，這樣既減少了苯的用量又可以提高產(chǎn)率。在化合物(4) 的合成中，體系的 pH 值非常重要。要給以充分的酸性環(huán)境，否則不能使鈉鹽完全轉(zhuǎn)化成羧酸。若羧酸與鈉鹽共存，則產(chǎn)率會降低，質(zhì)量也不好。化合物(5) 的合成借鑒了 3-(4-聯(lián)苯基)-D,L -丙氨酸鹽酸鹽的合成文獻(xiàn)3 ，在此基礎(chǔ)上將反應(yīng)時間加以縮短，并改進(jìn)了后處理方法。所得物質(zhì)的產(chǎn)率(97. 34% ) 比原文獻(xiàn)(75% ) 有很大提高。此外，反應(yīng)中鹽酸的濃度很重要，若直接用 38% 的濃鹽酸則會使苯環(huán)上的氰基也被水解，故在反應(yīng)中應(yīng)采用稀鹽酸作為水解劑。4 結(jié)論結(jié)論

15、本文以丙二酸二乙酯為原料，經(jīng)五步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物鄰氰基-D,L-苯丙氨酸鹽酸鹽，并對具體的反應(yīng)條件進(jìn)行了分析與討論。所得中間體和標(biāo)題化合物的分子結(jié)構(gòu)經(jīng)紅外光譜、核磁共振、元素分析測試得到了確證。參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：1Kenneth N. F. Shaw,Ch ris No lan, J. O rg.Chem. 1957 (22): 16681670.2Daniel A. Pearson, et. al. , J. M ed. Chem. 1996 (39) : 13721382.3Yuich iro Yabe, et. al., Chem. Pharm. Bull. 1976, 24 (2)

16、 : 31493157.Synthesis and Characterization of o-cyano-D,L-phenylalanine HydrochlorideGU Zhun, LIU Shang-lian, NI Jia-bao(Department of Chemical Engineering Chien-Shiung Institute of Technology，Taicang 215411, China)Abstract: A nonnatural amino acid, o-cyano-D,L-phenylalanine hydrochloride, and its four inter mediates were synthesized using diethyl malonate as raw material. Factors influencing the reactors were studied, the processing methods were improved, and the yield of each reaction was increased. The structure of the compounds mentioned above was con