L-丙氨酰-L-酪氨酸二肽化学合成研究

2014-05-10 01:58马洁珺贾庆仪刘骞峰
化工技术与开发 2014年2期
关键词:二肽丙氨酸酪氨酸

霍 婷,马洁珺,沈 宁,贾庆仪,刘骞峰

(西安瑞联近代电子材料有限责任公司,陕西 西安 710077)

L-丙氨酰-L-酪氨酸二肽化学合成研究

霍 婷,马洁珺,沈 宁,贾庆仪,刘骞峰

(西安瑞联近代电子材料有限责任公司,陕西 西安 710077)

以L-酪氨酸和L-丙氨酸为原料,苄氧羰基保护丙氨酸,甲酯保护酪氨酸,EDCI-HOBt法合成丙酪二肽,总摩尔收率(以酪氨酸计)为42%,结构经IR、APCI-MS、NMR表征。

L-酪氨酸;L-丙氨酸;二肽合成

酪氨酸是维持细胞生长必备的氨基酸之一,而丙酪二肽作为一种新型培养基的组成成分,其合成方法多为酶促合肽[1-3],虽然反应效率较高,但由于酶的专一性和成本较高,不利于工业化。本文设计用甲醇保护的L-酪氨酸和氯甲酸苄酯保护的丙氨酸反应生成带保护基团的二肽,再通过碱解和加氢脱去保护基团,合成路线见图1,该方法反应条件温和,原材料价格低廉,具有一定的工业化价值。

图1 合成路线Fig.1 Synthetic route

1 试验部分

1.1试验试剂与仪器

试剂:L-丙氨酸和L-酪氨酸,1-羟基苯并三氮唑(HOBt),1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC-HCl),纯净水为饮用水,其余试剂均为市售工业试剂。

仪器:LC-10ATVP液相色谱仪测定,TENSOR 27型傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片),LC-MS-2010EV质谱仪,Avanceav 500型核磁共振仪(CDCl3溶剂,TMS内标)。

1.2实验步骤

1.2.1 酪氨酸甲酯盐酸盐2的制备

向1L体系中加入甲醇600mL,冰盐浴降温至T<0℃,缓慢滴加氯化亚砜31.6g,控温T<0℃反应,滴毕,向体系加入L-酪氨酸40g,继续搅拌,撤去冰盐浴,缓慢加热至回流2h,降温至T<50℃,减压浓缩得黄色粗品82g;甲醇/甲基叔丁基醚重结晶,得白色固体42g,收率82%,LC纯度99%。

1.2.2 Cbz保护丙氨酸3的制备

向2L体系中加入L-丙氨酸89.0g,12%氢氧化钠溶液900mL,冰盐浴降温至体系T<0℃,缓慢滴加氯甲酸苄酯340g,滴毕自然升温至室温反应,不断补充氢氧化钠溶液,保持体系pH≈12反应,至pH无变化,缓慢加入18%盐酸溶液至pH≈8,加入乙酸乙酯洗涤水相至澄清,继续缓慢加入18%盐酸溶液至体系pH<1,乙酸乙酯1200mL提取水相,无水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩得白色粗品300g;乙酸乙酯/石油醚重结晶得白色固体182g,收率81%,LC纯度94%,ESI-MS(m/z): (222,M--H)。1.2.3 Cbz保护丙氨酰酪氨酸甲酯4的制备

向1L体系中加入酪氨酸甲酯盐酸盐39.3g,Cbz保护丙氨酸45.0g, HOBt 32.4g,四氢呋喃750mL,冰盐浴降温至体系T<-5℃,缓慢滴加三乙胺20.2g,滴毕,控温T<0℃继续搅拌30min,加入EDCl 45.8g控温T<0℃反应,继续搅拌30min,撤去冰盐浴,自然升温至室温反应,体系中少量固体不溶,继续搅拌16h,浓缩反应液得黄色粘稠固体80g,溶入乙酸乙酯800mL,分别用饱和碳酸氢钠溶液和0.5mol·L-1盐酸溶液分次洗涤,无水硫酸镁干燥,过滤,浓缩得浅黄色粗品70g;乙酸乙酯/石油醚重结晶得白色固体55g,收率80%,LC纯度96%,ESIMS(m/z):(401,M++H)。

1.2.4脱甲酯保护中间体5的制备

向500mL体系中加入Cbz保护丙氨酰酪氨酸甲酯35g,甲醇350mL,加热至40℃溶清,冷却至室温,缓慢滴加2mol·L-1氢氧化钠溶液220mL,滴毕,继续搅拌1h,缓慢加入2mol·L-1盐酸溶液调节体系pH=8~9,浓缩除去甲醇,向剩余水液加入2mol·L-1盐酸溶液调节体系pH<1,乙酸乙酯萃取,无水硫酸镁干燥,过滤,浓缩得白色粘稠物35g,收率90%,LC纯度91 %,ESI-MS(m/z):(387,M++H)。

1.2.5 L-丙氨酰-L-酪氨酸1的制备

向500mL体系中加入脱甲酯保护中间体5 22.0g,10% Pd/C 4.4g,甲醇和水的混合液920mL,通H2(约0.1MPa)反应2h,过滤除去Pd/C,滤液减压浓缩得白色粗品20g,甲醇和纯净水分别打浆30min,过滤,得白色固体17g,收率77%,LC纯度99%。

1.3产品鉴定

产品为白色晶体粉末,红外图谱如图2所示,与分子结构相符;ESI-MS(m/z):(253,M++H);1NMR(D2O,500MHz),δ:7.1(d,2H);6.8(d,2H);4.4(m,1H);4.0(q,1H);3.1(dd,1H);2.9(dd,1H);1.5(d,3H)。

2 结论

本文所用氨基酸保护基材料低廉,合肽采用EDCl-HOBt体系,后处理纯化方法简单且收率较高;加氢脱保护时用甲醇/水混合体系替代原有的单一溶剂体系,有效避免反应过程中产物析出附着Pd/C催化剂导致其失活,优化后的反应体系加氢时间仅为2h(常温20~30℃反应),反应完毕经简单后处理纯度即可达LC>99%。该合肽方法条件温和,具有一定的工业化意义。

图2 L-丙氨酰-L-酪氨酸IR谱图Fig.2 IR spectrum of L-Alanyl-L-Tyrosine

[1] Kenzo Yokozeki,Kanagawa, et al. Novel peptide-forming enzyme,microbe producine the enzyme and method for producine peptide using them:US 2005/0032187[P], 2005-11-02.

[2] Ricca,Jean-Marc, et al. Selectivity and specificity in substrate binding to proteases: novel hydrolytic reactions catalysed by α-chymotrypsin suspended in organic solvents with low water content and mediated by ammonium hydrogen carbonate [J].J.Chem.Soc.Perkin Trans 1,1993(11):1225-1234.

[3] Bergmann Fruton, et al. The influence of substrate structure on the kinetics of carboxypeptidase action[J].J.Biol. Chem.,1942(145):247-252.

Chemical Synthesis of L-alanyl-L-tyrosine Dipeptide

HUO Ting, MA Jie-jun, SHEN Ning, JIA Qing-yi, LIU Qian-feng
(Xi’an Ruilian Modern Electronic Chemicals Co. Ltd., Xi’an 710077, China)

Methanol was used to protect the carboxyl group of L-tyrosine, carbobenzoxy(Cbz)was selected as the amino protection group of L-alanine, and L-alanyl-L-tyrosine was obtained through the EDCI-HOBt dipeptide synthesis. The total yield was 42%, the structure was characterized by IR, APCI-MS and NMR.

L-alanyl;L-tyrosine;dipeptide synthesis

O 629.7

A

1671-9905(2014)02-0016-02

霍婷(1979-),女,甘肃天水人,工学硕士,西安瑞联近代电子材料有限责任公司工程师,从事医药中间体的合成研究。电话:15802977190,E-mail:huoting-714@163.com

2013-11-25

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