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申请/专利权人：长沙贝塔医药科技有限公司

摘要：本发明公开了一种氘代甘氨酸、马尿酸‑L‑薄荷酯2,2‑D2及其中间体的合成方法，包括：1在吡哆醛或其盐的作用下，甘氨酸与碱金属氘氧化物的氘水溶液中进行反应，得到的氘代反应液；2步骤1得到的氘代反应液经过减压蒸馏回收部分氘水，然后加入水和苯甲酰氯进行酰胺化反应，反应结束后经过后处理得到所述的马尿酸2,2‑D2。该合成方法所用的原料和试剂价廉易得，操作简单，并且得到的氘代试剂的纯度和氘丰度较高。

主权项：1.一种马尿酸（2,2-D2）的制备方法，其特征在于，包括：（1）以吡哆醛或其盐酸盐为催化剂，甘氨酸与碱金属氘氧化物的氘水溶液中进行反应，得到的氘代反应液；所述的碱金属氘氧化物为氘氧化钠、氘氧化钾或氘氧化锂；（2）步骤（1）得到的氘代反应液经过减压蒸馏回收部分氘水，然后加入水和苯甲酰氯进行酰胺化反应，反应结束后经过后处理得到所述的马尿酸（2,2-D2）；步骤（2）中，所述的后处理过程如下：将反应液用稀盐酸调节pH值为1~3，冷却析出固体，过滤，洗涤，得到的粗品用水进行重结晶得到所述的马尿酸（2,2-D2）纯品。

全文数据：一种氘代甘氨酸、马尿酸-L-薄荷酯2,2-D2及其中间体的合成方法技术领域[0001]本发明属于氘代试剂制备领域，具体涉及一种合成甘氨酸2,2-D2以及由甘氨酸2，2_D2合成一种α-氘代氨基酸模块马尿酸-L-薄荷酯）的方法，尤其涉及一种直接以廉价的甘氨酸、氘水或氘氧化钠等为原料合成甘氨酸2，2-D2的方法，以及以甘氨酸2，2-D2为原料进一步合成一种α-氘代氨基酸模块马尿酸-L-薄荷酯）的方法。背景技术[0002]甘氨酸2,2_D2是一种重要的稳定同位素标记氨基酸，在生物医药、多肽研究、蛋白质代谢等生物及化学等方面具有广泛的应用。甘氨酸2,2_D2可用于合成多种稳定同位素标记多肽化合物，也是新生儿筛查诊断试剂盒中所使用氨基酸的合成前体，并且以甘氨酸2，2-½为原料可以合成一系列的其他氘代氨基酸。同时，以甘氨酸2，2-D2为原料也可以合成一种重要的手性氨基酸模块，即马尿酸-L-薄荷酯（2,2-D2，通过马尿酸-L-薄荷酯2,2-D2与卤代支链的接合，即可合成所有L-构型的α-氘代氨基酸，如L-丙氨酸（2-D、L-丙氨酸2，3，3，3-D4、L-谷氨酸2-D等，具有很重要的应用前景。[0003]目前合成甘氨酸2，2_D2主要有以下几种方法：[0004]1、采用氢交换合成甘氨酸2，2_D2;[0006]本方法主要是通过甘氨酸进行氘交换得到，其中使用氘代乙酸作为氘源，水杨醛作为催化剂进行氘交换，但是该方法具有氘源成本过高，另外后处理较为麻烦，且氘的交换利用率不高；另一种方法由是采用Ru络合物作催化剂，但该方法不仅催化剂价格昂贵且不易获得，而且反应时间长，反应温度也高，使得交换效率低下。[0007]2、用化学合成方法合成甘氨酸2，2_D2;[0009]本方法采用乙酰氨基丙二酸二乙酯为原料，在地克珠利的催化下与氘水进行氘交换，然后再用氘代盐酸脱羧得到甘氨酸2,2_D2，此方法要用到比较昂贵的地克珠利为催化剂，同时采用氘代盐酸回流脱羧，对反应设备要求非常严格，同时会产生一定量的乙酸，对后续后处理会产生不利影响。[0010]综上可知，目前合成甘氨酸2,2-D2的方法成本较高，或对设备要求严格，或反应条件苛刻，均不利于大量制备。发明内容[0011]针对上述缺点，本发明的目的在于提供一种氘代甘氨酸、马尿酸-L-薄荷酯（2,2_D2及其中间体的合成方法，该合成方法所用的原料和试剂价廉易得，操作简单，并且得到的氘代试剂的纯度和氘丰度较高。[0012]—种马尿酸2,2-D2的制备方法，包括：[0013]1在吡哆醛或其盐的作用下，甘氨酸与碱金属氘氧化物的氘水溶液中进行反应，得到的氖代反应液；[0014]所述的碱金属氘氧化物为氘氧化钠、氘氧化钾或氘氧化锂；[0015]2步骤⑴得到的氘代反应液经过减压蒸馏回收部分氘水，然后加入水和苯甲酰氯进行酰胺化反应，反应结束后经过后处理得到所述的马尿酸2，2-D2。[0016]本发明直接采用甘氨酸为原料，以价廉易得的氘水为氘源，以吡哆醛为催化剂，在强碱性条件下进行氢-氘交换反应，一步直接合成甘氨酸2，2_D2，同时在碱性的条件下，直接加入苯甲酰氯，使甘氨酸2，2-D2形成马尿酸2，2-D2，可直接通过调节pH值从反应液中结晶析出来。得到的马尿酸2,2-D2具有较高的纯度和氘丰度，可以直接用盐酸水解形成甘氨酸（2,2_D2，也可进一步与L-薄荷醇反应生成用途更广的α-氘代氨基酸模块马尿酸-L-薄荷酯2,2-D2。[0017]本发明中，为了提高纯化效率和节省反应成本，反应过程中可以采用金属锂、金属钠或金属钾在低温下与氘水反应形成碱液进行反应，用氢氧化锂醇溶液、碳酸锂水溶液、三乙胺醇溶液等调节溶液PH值，可以降低合成成本，后续纯化过程中调节pD值后，可加入1〜50倍体积的无水甲醇或无水乙醇助甘氨酸2，2-D2析出，极大地提高了甘氨酸2，2-D2的产率和纯度。作为优选，步骤（1中，所述的碱金属氘氧化物可以采用碱金属与氘水反应得到。[0018]作为优选，步骤（1中，所述的碱金属氘氧化物的氘水溶液的质量百分比浓度为1〜40%;[0019]吡哆醛或其盐与甘氨酸的质量比为0.01[0020]反应温度为回流温度，反应时间为I-10小时。[0021]所述的吡哆醛的盐优选为盐酸盐。[0022]作为优选，步骤⑵中，所加入的水与甘氨酸的用量比为O-IOmL:Ig;[0023]所加入的苯甲酰氯与甘氨酸的摩尔比为0.5-5:1;[0024]反应温度为0〜50°C，反应时间为1-20小时。[0025]作为优选，步骤⑵中，所述的后处理过程如下：[0026]将反应液用稀盐酸调节pH值为1〜3,冷却析出固体，过滤，洗涤，得到的粗品用水进行重结晶得到所述的马尿酸2，2_D2纯品。[0027]另外，亦可先将马尿酸2,2_D2溶于稀碱溶液中，然后再缓慢地加入稀酸，并搅拌均匀，使马尿酸2，2_D2慢慢析出，亦可得到马尿酸2，2_D2纯品。[0028]本发明还提供了一种甘氨酸2,2_D2的合成方法，包括以下步骤：[0029]I按照上述的方法合成马尿酸2,2-D2;[0030]II在酸性条件下，将步骤⑴得到的马尿酸2,2_D2进行水解反应，得到甘氨酸2,2-D2的盐；[0031]III步骤（II得到的甘氨酸（2,2_D2的盐与碱发生中和反应，反应结束后经过后处理得到所述的甘氨酸2,2-D2。[0032]作为优选，步骤II中，所述的酸为硫酸或者盐酸；[0033]水解反应的温度为25°C〜回流状态下，反应时间为0.5〜10小时。[0034]作为优选，步骤III中，所述的碱为氢氧化锂、碳酸锂或三乙胺；[0035]所述的中和反应在醇溶剂中进行，反应pH值为5.0〜7.0。[0036]本发明还提供了一种马尿酸-L-薄荷酯2,2_D2的合成方法，包括以下步骤：[0037]A按照权利要求1〜5任一项所述的方法合成马尿酸2，2-D2;[0038]⑻在对甲苯磺酸的作用中，步骤⑴得到的马尿酸2,2_D2与L-薄荷醇在甲苯中发生酯化反应，反应结束后经过后处理得到所述的马尿酸-L-薄荷酯2,2-D2。[0039]作为优选，步骤B中，所述的马尿酸2,2_D2、对甲苯磺酸和L-薄荷醇的摩尔比为1:0.01%〜10%:0.5〜2.0;[0040]反应温度为回流温度，反应时间为0.5〜20小时。[0041]本发明合成甘氨酸2,2_D2及马尿酸-L-薄荷酯2,2_D2的方法，具体步骤如下：[0042]1将甘氨酸（或甘氨酸盐溶于1-40%氘氧化钠（或氘氧化钾、氘氧化锂氘水溶液，也可使用金属钠、金属钾、金属锂与冷的氘水反应后的溶液，其有效碱浓度为1-40%中，待溶解完成后，加入〇.〇1%_1〇%的吡哆醛磷酸盐或盐酸盐，或在碱性条件下能形成吡哆醛的其他化合物），升温回流反应1-10小时。[0043]2反应完成后，减压蒸馏回收部分氖水，然后加入0-10倍体积的水，加入0.5-5当量的苯甲酰氯，〇〜50°C下搅拌1-20小时，得到马尿酸2,2-D2。反应结束后，用稀盐酸调节pH值为1〜3，冷却析出大量固体，过液，用冷水洗涤固体，得到马尿酸2，2-D2粗品，进一步的纯化可使用水进行重结晶。[0044]3·1形成甘氨酸2,2-D2:将马尿酸2,2-D2纯品置于10〜35%的盐酸或硫酸）溶液中，25°C〜回流状态下反应0.5〜10小时，旋干溶剂，得到甘氨酸2，2-D2盐酸盐。将盐酸盐溶于少量水中，微孔滤膜过滤，滤液用氢氧化锂、或碳酸锂、或三乙胺的醇溶液调节PH值为5.0〜7.0，加入1〜50倍体积的无水醇溶液，静置冷藏过夜，析出固体，抽滤，用无水醇溶液洗涤，干燥，得到产品甘氨酸2，2-D2。[0045]3.2形成马尿酸-L-薄荷酯（2，2-D2:将马尿酸（2，2-D2纯品溶于甲苯中，加入0.01%〜10%的对甲苯磺酸，0.5〜2.0当量的L-薄荷酯，回流状态下反应0.5〜20小时，分水器分水，冷却后旋干甲苯，用石油醚：乙酸乙酯（100:1〜1:10的混合液进行重结晶，得到马尿酸-L-薄荷酯2，2-D2纯品，或柱层析亦可纯化。[0046]本发明的具体的合成路线如下：[0048]同现有技术相比，本发明所具有的优点为：[0049]1本发明直接使用价廉易得甘氨酸或甘氨酸盐为起始原料，氘氧化钠或氘氧化锂、氘氧化钾氘水溶液或金属钠或金属锂、金属钾+氘水一步氢-氘交换合成了甘氨酸2,2_D2，步骤简单，易于操作，原料易得且廉价；[0050]2、本发明直接采用氢交换的底物碱作为碱，直接与苯甲酰氯合成马尿酸，充分利用了氢交换过程中的氘氧化钠等碱，降低了合成成本，同时也使得标记产物可以与混合液完全分离；[0051]3本发明避免了使用氘代盐酸等挥发性酸，对设备腐蚀明显降低；[0052]⑷本发明后处理简单实用，方便放大制备，降低合成成本。[0053]5本发明的广品提纯方便，广率尚。具体实施方式[0054]实施例1[0055]在单口瓶中依次加入I.Og甘氨酸、IOOmg吡哆醛盐酸盐后，氩气保护下油栗置换三次，然后在氩气氛下加入10%质量百分比）氘氧化钠氘水溶液10mL，回流反应2小时。反应结束后，冷却，（可用针式过滤器过滤），真空旋出约50%左右的氘水回收，冷却后加入IOmL蒸馏水，加入2.2mL苯甲酰氯，室温搅拌过夜，然后加入粗冰，用浓盐酸调节反应液pH值为2〜3,冷却，析出大量固体，过滤，滤饼用冰水洗涤。滤饼再用热水进行重结晶，析出白色晶体，过滤干燥，得到2.2g马尿酸2，2-D2纯品，产率91.2%，产品纯度99%HPLC，LC-MS和1HNMR确定氘丰度98%。[0056]取上述纯化的马尿酸（2,2-D21.0g、863mgL-薄荷醇、30mg对甲苯磺酸水合物溶解在IOmL甲苯中，在氩气保护下，升温回流2.5小时，用分水器分离反应产生的水，TLC监控反应结束后，旋干甲苯，柱层析PE:EA=100:1—10:1得到纯品1.65g，产率为93.6%，产品熔点108〜109°C，产品纯度99%HPLC，LC-MS和1HNMR确定氘丰度98%。[0057]实施例2[0058]在三口瓶中依次加入I.Og甘氨酸、IOOmg吡哆醛盐酸盐、420mg金属锂后，氩气保护下油栗置换三次，然后在氩气氛下缓缓加入IOmL氘水，冰水浴下反应，待金属锂与氘水反应完全后，升温回流反应2.5小时。反应结束后，冷却，（可用针式过滤器过滤），真空旋出约50%左右的氘水回收，冷却后加入IOmL蒸馏水，加入2.2mL苯甲酰氯，室温搅拌过夜，然后加入粗冰，用浓盐酸调节反应液pH值为2〜3,冷却，析出大量固体，过滤，滤饼用冰水洗涤。滤饼再用热水进行重结晶，析出白色晶体，过滤干燥，得到2.Og马尿酸（2,2-D2纯品，产率82.9%，产品纯度99%HPLC，LC-MS和1HNMR确定氘丰度98%。[0059]将上述纯化的I.Og马尿酸2,2-D2溶于5mL20%盐酸溶液中，50°C保温2小时，然后减压旋干溶剂，得到甘氨酸盐酸盐2，2-D2粗品。将甘氨酸盐酸盐粗品溶于ImL水中，先用微孔滤膜过滤除去少量固体，然后用5%氢氧化锂乙醇溶液调节溶液pH值至5.5〜6.5，然后缓缓加入50mL无水乙醇后，静置冷藏结晶，析出大量白色固体。过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，干燥，得到产品约320mg，产率77.0%，产品纯度98%，LC-MS和1HNMR确定氘丰度98%。

权利要求：1.一种马尿酸2，2-D2的制备方法，其特征在于，包括：1在吡哆醛或其盐的作用下，甘氨酸与碱金属氘氧化物的氘水溶液中进行反应，得到的氖代反应液；所述的碱金属氘氧化物为氘氧化钠、氘氧化钾或氘氧化锂；2步骤⑴得到的氘代反应液经过减压蒸馏回收部分氘水，然后加入水和苯甲酰氯进行酰胺化反应，反应结束后经过后处理得到所述的马尿酸2，2-D2。2.根据权利要求1所述的马尿酸2，2-D2的制备方法，其特征在于，步骤（1中，所述的碱金属氘氧化物可以采用碱金属与氘水反应得到。3.根据权利要求1所述的马尿酸2，2-D2的制备方法，其特征在于，步骤（1中，所述的碱金属氘氧化物的氘水溶液的质量百分比浓度为1〜40%;吡哆醛或其盐与甘氨酸的质量比为0.01%-1〇%;反应温度为回流温度，反应时间为1-1〇小时。4.根据权利要求1所述的马尿酸2，2-D2的制备方法，其特征在于，步骤⑵中，所加入的水与甘氨酸的用量比为O-IOmL:Ig;所加入的苯甲酰氯与甘氨酸的摩尔比为0.5-5:1;反应温度为〇〜50°C，反应时间为1-20小时。5.根据权利要求1所述的马尿酸2，2-D2的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的后处理过程如下：将反应液用稀盐酸调节pH值为1〜3,冷却析出固体，过滤，洗涤，得到的粗品用水进行重结晶得到所述的马尿酸2，2-D2纯品。6.—种甘氨酸2，2-D2的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：I按照权利要求1〜5任一项所述的方法合成马尿酸2，2-D2;II在酸性条件下，将步骤⑴得到的马尿酸2，2-D2进行水解反应，得到甘氨酸2，2-D2的盐；III步骤II得到的甘氨酸2,2-D2的盐与碱发生中和反应，反应结束后经过后处理得到所述的甘氨酸2,2-D2。7.根据权利要求6所述的甘氨酸2，2-D2的合成方法，其特征在于，步骤II中，所述的酸为硫酸或者盐酸；水解反应的温度为25°C〜回流状态下，反应时间为0.5〜10小时。8.根据权利要求6所述的甘氨酸2，2-D2的合成方法，其特征在于，步骤III中，所述的碱为氢氧化锂、碳酸锂或三乙胺；所述的中和反应在醇溶剂中进行，反应pH值为5.0〜7.0。9.一种马尿酸-L-薄荷酯2，2-D2的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：A按照权利要求1〜5任一项所述的方法合成马尿酸2,2-D2;⑻在对甲苯磺酸的作用中，步骤（1得到的马尿酸2,2-D2与L-薄荷醇在甲苯中发生酯化反应，反应结束后经过后处理得到所述的马尿酸-L-薄荷酯2,2-D2。10.根据权利要求9所述的马尿酸-L-薄荷酯2，2-D2的合成方法，其特征在于，步骤⑻中，所述的马尿酸（2，2-D2、对甲苯磺酸和L-薄荷醇的摩尔比为1:0.01%〜10%:0.5〜2.0；反应温度为回流温度，反应时间为0.5〜20小时。

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