Boc-L-酪氨酸N/O-选择性甲基化反应

相晨爽，张晓芳，黄 净，杨毅华，刘守信

(河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄 050018)

Boc-L-酪氨酸N/O-选择性甲基化反应

相晨爽，张晓芳，黄 净，杨毅华，刘守信

(河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄 050018)

研究了Boc-L-酪氨酸不同位置甲基化衍生物选择性制备方法。Boc-酪氨酸在不同碱存在下与碘甲烷和硫酸二甲酯等不同甲基化试剂反应，合成了Boc-L-酪氨酸甲酯、Boc-L-4-甲氧基苯丙氨酸甲酯和Boc-L-N-甲基-4-甲氧基苯丙氨酸等N/O-甲基化Boc-酪氨酸衍生物。

Boc-L-酪氨酸；选择性；N-甲基化；醚化

L-酪氨酸是一种天然氨基酸，这种人体非必需氨基酸不仅广泛存在于食品中[1]，而且在制药、化工和化妆品工业方面也有很重要的应用[2-6]。以L-酪氨酸为原料可合成一系列抗糖尿病的药物[7-8]，如GW409544。除此之外，酪氨酸不同位置上的甲基化衍生物广泛存在于天然产物和药物结构之中[9-10]，在研究活性肽及其构效关系中起到了重要的作用[11-14]。因此，研究酪氨酸不同位置选择性甲基化反应具有重要的实用价值。

在碱性条件下，Boc-酪氨酸，即叔丁氧羰基保护的酪氨酸，作为亲核试剂有3个反应位置，即酚羟基氧、羧基氧和酰胺氮。反应活性不仅依赖于所用碱的强度，而且也取决于甲基化试剂的亲电性。酪氨酸酚羟基的O-烷基化采用Williamson反应完成[15]，但当其氨基经Boc保护后，酰胺N-H酸性增强而导致强碱条件下易发生N-甲基化，使副产物增多；相反，使用弱碱虽然能抑制N-甲基化，但酚羟基和羧羟基的甲基化也存在竞争。尽管文献报道了Boc-酪氨酸的甲基化方法[15-17]，但其操作步骤较为繁琐，且合成反应的化学选择性较差而导致分离、提纯难度较大。笔者在研究含有甲基化酪氨酸的环肽时，对其进行了改进，收到了良好效果。

本文以Boc-L-酪氨酸为原料，分别选用碳酸钾和氢化钠作为碱，以碘甲烷和硫酸二甲酯作为甲基化试剂，化学选择性地合成了不同位置甲基化Boc-L-酪氨酸，物理数据与文献一致，目标分子的合成路线如图1所示。

图1 目标分子的合成路线Fig.1 Synthetic route of target molecule

1 实验部分

1.1主要仪器与试剂

Bruker AV-500 MHz 型核磁共振谱仪，Anton Paar MCP 200 型旋光仪。

L-酪氨酸，购自吉尔生化上海有限公司；其余所用试剂均为分析纯或化学纯。实验所用化学试剂均为干燥、纯化后的试剂。

1.2合成反应

1.2.1 Boc-L-酪氨酸(化合物1)的合成[18-20]

1H NMR (500 MHz,CD3OD)，δ:7.03(d,J=8.0 Hz,2H)；6.69(d,J= 8.5 Hz,2H)；4.28～4.26(dd,J=9.5 Hz,J=5.0 Hz,1H)；3.06～3.02(dd,J=13.5 Hz,J=5.0 Hz,1H)；2.83～2.78(m,1H)；1.38(s,9H)。

1.2.2 Boc-L-酪氨酸甲酯(化合物2a)的合成

1H NMR (500 MHz,CDCl3)，δ:6.95(d,J=8.5 Hz,2H)；6.74(d,J=8.5 Hz,2H)；5.07(d,J=8.5 Hz,1H)；4.56～4.52(dd,J=14.0 Hz,J=6.0 Hz,1H)；3.71(s,3H);3.04～3.00(dd,J=13.5 Hz,J=5.5 Hz,1H)；2.98～2.94 (dd,J=14.0 Hz,J=6.5 Hz,1H)；1.42 (s,9H)。

1.2.3 Boc-L-4-甲氧基苯丙氨酸甲酯(化合物2b)的合成

1H NMR (500 MHz,CDCl3)，δ:7.03 (d,J=8.5 Hz,2H)；6.83(d,J=5.0 Hz,2H)；4.95(brs,1H)；4.56～4.52(m,1H)；3.79 (s,3H)；3.71 (s,3H)；3.07～3.03(dd,J=13.5 Hz,J=5.5 Hz,1H)；3.02～2.98 (dd,J=14.0 Hz,J=6.0 Hz,1H)；1.42 (s,9H)。

13C NMR (125 MHz,CDCl3)，δ:174.24,173.20,171.56,171.01,170.05,155.77,137.25,136.45,129.06,128.71,127.01,126.76,80.87,79.60,58.40,55.80,54.18,52.24,51.78,50.77,49.01,41.28,37.54,31.39,28.74,28.55,24.85,23.52,23.04,22.85,21.93,21.63,21.35。

1.2.4 Boc-L-N-甲基-4-甲氧基苯丙氨酸(化合物2c)的合成

1H NMR (500 MHz,CDCl3)，δ:7.14～7.09 (m,2H)；6.83 (d,J= 7.5 Hz,2H)；4.78～4.75 (m,0.5H)；4.56～4.55 (m,0.5H)；3.79(s,3H)；3.28～3.22 (m,1H)；3.09～2.96 (m,1H)；2.72(d,J=30.5 Hz,3H)；1.38(d,J=25.5 Hz,9H)。

13C NMR (125 MHz,CDCl3)，δ: 175.6,158.3,155.3,129.9,113.8,80.4,60.0,55.2,33.9,28.1。

2 结果与讨论

叔丁氧羰基(Boc)保护氨基的方法目前仍然被广泛使用，L-酪氨酸的氨基保护经过2步反应，得到较高的收率，不需要纯化，可直接用于下一步反应。

Boc-酪氨酸分子内存在3个活性基团，选用合适的碱及甲基化试剂是合成不同位置甲基化衍生物的关键。本文选择常用的且效果较好的碘甲烷和硫酸二甲酯分别作为甲基化试剂，在适当碱存在和无水条件下与Boc-酪氨酸反应，获得了选择性甲基化的效果。

酚和羧酸有较强的酸性，易与弱碱K2CO3发生反应形成相应的盐而表现出较强的亲核性。相对而言，羧酸的酸性比酚的酸性更强，因此在控制 (CH3)2SO4用量、时间的情况下，能选择性地使羧基发生反应形成对应的甲酯(化合物2a)。然而，当用CH3I作为甲基化试剂，特别是在过量的条件下，即使以碳酸钾为碱，酚羟基和羧羟基均能实现甲基化，反应产物为化合物2b。

N-Boc-酪氨酸的N-甲基化反应，与其他N-Boc-氨基酸的N-甲基化一样，在KOH和K2CO3存在下是难以实现的。但在NaH存在下，以CH3I为甲基化试剂，不仅能完成酚羟基和羧羟基的甲基化，也能顺利地实现N-Boc-酪氨酸的N-甲基化。但在后处理过程中，甲酯在强碱性条件下易被水解，实际上得到的产物是化合物2c。

甲基化是在强碱性条件下进行的，而N-Boc-氨基酸在强碱性条件下有可能导致消旋化，特别是在较高温度条件下。所以，在实际操作过程中，通过严格控制反应温度，可有效避免消旋化，所有产物的比旋光值与文献完全相符。

3 结 语

以L-酪氨酸为原料，经氨基保护，用不同的碱和烷基化试剂一步合成了N/O-甲基化Boc-酪氨酸衍生物。实验操作简便，后处理容易，产品收率较好。

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N/O-selective methylation reaction of Boc-L-tyrosine

XIANG Chenshuang, ZHANG Xiaofang, HUANG Jing, YANG Yihua, LIU Shouxin

(School of Chemical and Pharmaceutical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018, China)

At different locations of Boc-L-tyrosine, the selective preparation method of methylation ramifications is studied. Selective methylation reactions of Boc-L-tyrosine and methyl iodide or dimethyl sulphate with the existence of different alkalis are carried out, and N/O-methylation Boc-tyrosine ramifications such as Boc-L-tyrosine methyl ester, Boc-4-methoxyl-L-phenylalanine methyl ester and Boc-N-methyl-4-methoxy-L-phenylalanine are easily prepared.

Boc-L-tyrosine; selectivity; N-methylation; etherification

2013-12-26；

2014-02-13；责任编辑：张士莹

国家“973”计划项目(2012CB723501)

相晨爽(1988-)，女，河北石家庄人，硕士研究生，主要从事新药设计与合成方面的研究。

刘守信教授。E-mail:chlsx@hebust.edu.cn

1008-1542(2014)03-0233-04

10.7535/hbkd.2014yx03004

O629.71

A

相晨爽，张晓芳，黄 净，等.Boc-L-酪氨酸N/O-选择性甲基化反应[J].河北科技大学学报,2014,35(3):233-236.

XIANG Chenshuang, ZHANG Xiaofang, HUANG Jing, et al.N/O-selective methylation reaction of Boc-L-tyrosine[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2014,35(3):233-236.