胺類在水體系中直接磷醯化合成n-磷醯化物的方法
2023-12-05 18:30:26 1
專利名稱：胺類在水體系中直接磷醯化合成n-磷醯化物的方法
技術領域：
本發明涉及含氨基的伯仲胺類或胺基酸、肽類及其酯在含水體系中直接磷醯化合成N-磷醯化物的方法，屬有機化合物的製備技術領域。
胺基酸、肽類和蛋白質是最基本的生化物質，許多活性小肽是溝通細胞與器官間信息的重要化學信使。磷是生命的中心元素，它參與了生命體的能量轉化，信息傳遞以及新陳代謝過程。磷醯化胺基酸及肽類是一類具有較高生物活性的化合物，已廣泛應用於農藥、醫藥、保健、免疫等許多領域，在醫藥、化妝品、保健品、食品及飼料添加劑領域將會開拓出廣泛的用途。這類化合物在酶的抑制劑研究中作為酶過渡態類似物，在免疫催化抗體的研究中作為半抗原是其它物質難以取代的。某些氨基(酸)磷酸鹽已應用於治療磷鈣缺乏症、神經衰弱及皮膚病，許多磷醯小肽是很有用的鎮痛、降壓藥。
已有技術曾有過用二烴基磷醯氯進行胺基酸的N-磷醯化或O-磷醯化的報導。如EP0085488A，特開昭58-297921，但都是在非水體系中進行的。為了增大其溶解性，前者需將羧基酯化，後者需氨基、羧基同時保護。再進行N-或O-磷醯化，最後需皂化、酸化才能獲得N-二烷氧基磷醯胺基酸。此法不但步驟繁雜，而且收率低，產物純度差。皂化時容易發生嚴重的消旋，磷醯基上的烴氧基也易水解。此外，以往所選用的二烴基磷醯氯大多是苯基和苄基的，實驗表明，它們的N-磷醯產物穩定性較差。也有在水體系中獲得磷醯化胺基酸或肽的方法。如用三氯氧磷或用二烷基硫代磷醯氯(R2P(S)Cl)在水體系中直接N-磷醯化胺基酸或小肽。但前者收率低，反應劇烈，難以控制，產物複雜不易提純。後者產物與天然磷醯胺基酸結構差異甚大，失去了研究的意義。苯基磷醯二氯(PhOP(O)Cl2在Ba(OH)2水溶液中可與甘(Gly)、丙(Ala)、苯丙(Phe)、纈(Val)、亮(Leu)等少數胺基酸反應得到磷醯胺單苯基酯的鋇鹽，但大多數胺基酸和肽並不適用。
本申請人曾在專利CN86102822A中涉及到二異丙基亞磷酸酯在四氯化碳和三乙胺存在下直接在水體系中N-磷醯化胺基酸的方法，但保護範圍只限於甘氨酸、脯胺基酸、苯丙氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、色氨酸、丁氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸九種。此方法在合成水溶性較大或性質活潑的N-磷醯胺基酸時收率較低或產物純品較差。
本發明的目的就是研究一種水體系將胺類直接磷醯化合成N-磷醯化物的方法，以適用於任何胺基酸和小肽及其它胺類物質，在水體系中可以高先擇性地直接N-磷酸物，而且使產物的收度，純度提高。
本發明的內容是N-磷醯化合物通過下列反應獲得
(a)中R1和R2分別是碳原子數為0-18的烴基或帶有羥基、芳基、滷素、糖基、烷氧基、酯基保護氨基和咪唑基中的任何一種官能基的烴基。R1和R2可以相同，也可以不同。R1和R2可以是環狀、直鏈或支鏈，可以相互連接成環。R3或R4可以R1和R2相同;(b)還可以是任何天然或人工合成胺基酸或其衍生物、小肽等。總之，(b)可以是任何含伯、仲氨基的化合物。
製備上述化合物的方法是將一定量的胺基酸或胺基酸酯或胺類溶於水～醇～鹼～四氯化碳混合溶液中，如乙醇～水～三乙胺(過量)中，加入含有等當量或稍過量的亞磷酸酯的四氯化碳溶液，在-10～30℃下攪拌反應0.5～20小時，最好是0.5～6小時，旋去溶劑，用無機酸酸化到PH值為1～3((如三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、甲苯)或混合溶劑，如(石油醚～叔丁醇、環己烷～丁醇、乙酸乙酯～叔丁醇等)萃取、洗滌、乾燥、旋幹可獲得對應產物。
磷試劑的用量可為1～2.5個當量，合成鹼性胺基酸或小肽時，可獲得單或雙磷醯化物，但用量過多將增加水解和成肽、成酯付產物，不足量可提高反應選擇性。
溶劑水是為了改善胺基酸或肽的溶解性以利於其順利N-磷醯化而加入的，對於其酯類或伯、仲氨類，可以不必加水和醇。不過含水或醇的體系反應照樣順利進行。
醇是為了增加油水互溶性而加入的，C1～C5的任何醇均可，此外四氫呋喃、二氧六環效果亦好。如不加醇，收率將顯著降低。且反應不完全，付產物多。但即便不加醇亦可以方便地獲得產物。對水溶性較大的胺基酸加入相轉移催化劑對反應是有利的。
四氯化碳是作為反應試劑加入的，其用量不得小於1個當量，適當過量對反應無妨。
鹼性試劑可以是任何無機鹼如氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈣或有機鹼如三甲胺、三乙胺、二甲苯胺、N-甲嗎啉、二乙苯胺、六次甲基四胺等縛酸劑，它們的作用是維持體系鹼性，中和產生的鹽酸，以利於氨基的游離。用量可以為(1～20當量)加入等量鹼也可以獲得較高收率，強鹼可能導致胺基酸或小肽的嚴重消旋，所以有機鹼效果較佳。
反應溫度在室溫即可，必要時可降溫或升溫。低溫反應對主產物的生成是有利的。反應時間根據反應物不同，可以從半小時到24小時，短時間反應將減少胺基酸或肽的消旋。胺基酸酯類時間延長並無好處。
反應後的混合物可加入10～100ml水，以使兩相有效分離。N-磷醯胺基酸或肽用乙醚或乙酸乙酯或其它有機溶劑萃取產物，用水洗滌二～三次，乾燥旋幹即得純品。
本發明用混合溶劑萃取時，獲得了非常滿意的效果。萃取劑之一可以是乙醚、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯，另一種是極性較強沸點和水溶性適中的C4～C5的任何伯仲叔醇。二者的比例可根據產物特性任意調節。叔丁醇～乙酸乙酯是更為經濟和通用的混合萃取劑。並可用無水Na2SO4或MgSO4乾燥。因此上述混合溶劑體系可望在極性物質萃取方面獲得廣泛應用。
以下是
具體實施例方式實施例1，胺基酸及小肽胺類的直接N-磷醯化通法將一定量的胺基酸(或肽)溶於水～乙醇～鹼的混合體系中，三者用量參照表1，置於冰浴中攪拌下加入等當量的指定亞磷酸酯(或按表1用量)和5ml的CCl4的混合液，攪拌一定時間。然後加入20～50ml水分去有機相，用乙醚洗二遍(2X15ml)，用鹽酸酸化至PH值為2，再用混合溶劑叔丁醇～乙酸乙酯(1∶1.5)萃取三次(3X40ml)，用飽和食鹽水洗滌二次(2X20ml)最後用無水Na2SO4或MgSO4乾燥、旋幹、即得純品，收率為70～95%。工藝條件對產率的影響參見表1。
實施例2，胺基酸酯或胺類的直接N-磷醯化將10mmol的胺基酸或小肽或胺類化合物溶於5ml水中，加入5ml三乙胺和5ml乙醇在冰浴冷卻和不斷攪拌下，在20分鐘內滴入10mmol對應的磷醯化試劑和5ml的CCl4的混合液，繼續攪拌1小時，然後加入20ml水，攪拌分去有機相，水相用乙醚或乙酸乙酯萃洗二次，用稀鹽酸酸化至PH＝3，然後用叔丁醇～乙酸乙酯(1∶1.5)混合萃取劑萃取3次(3X40ml)合併，用飽和食鹽水洗滌萃取液2次，用無水MgSO4乾燥，旋盡溶劑即得純品。化合物8.9反應方法類似，只是反應完全後省去萃洗和酸化二步，直接加入有機溶劑如氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯80ml，再分別用飽和食鹽水，稀檸檬酸水溶液，飽和食鹽水溶液洗滌二次(每次20ml)，然後用無水Na2SO4或MgSO4乾燥旋幹即得純品。各種化合物的產率及相關的結構鑑定數據參見表2。
表2
＊DIPP-＝(i-PrO)2P(O)-;DBP-＝(n-BuO)2P(O)-;
DEP-＝(EtO)2P(O)-;Imidazol-C3H3N2-.
權利要求
1.一種胺類在水體系中直接磷醯化合成N-磷醯化物的方法，其特徵在於該合成方法依據下列化學反應式實現
(a)和(b)中，R1和R2分別是碳原子數為0-18的烴基或帶有羥基、芳基、滷素、糖基、烷氧基、酯基保護氨基和咪唑基中的任何一種官能基的烴基；R1和R2是環狀、直鏈或支鏈，或相互連接成環；R3和R4分別是烴基或帶有羥基、芳基、滷素、糖基、烷氧基、酯基、保護氨基、咪唑基中的任何一種官能團的烴基，或者是天然胺基酸、合成胺基酸、胺基酸衍生物和小肽中的任何一種；該合成方法由下列各步驟組成(1)製備水-醇-鹼混合溶液，水與醇的比例為1∶1，鹼過量；(2)將胺基酸或胺基酸酯或胺類溶於上述溶液中，並置於-10-30℃的水浴中，邊攪拌邊加入與氨基化合物等當量或稍過量的亞磷酸脂以及與水和醇等體積的CCl4溶液；(3)將上述混合液繼續攪拌，使其反應0.5～20小時；(4)在上述反應物中加入水，旋去有機溶劑，用無機酸酸化至PH值為1～3；(5)用有機溶劑對上述產物進行萃取、洗滌、乾燥、旋幹。
2.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於其中所述的R1、R2、R3和R4是同一種烴基類或胺基酸類。
3.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於其中所述的水-醇-鹼溶液中，醇是選自C1-C5的任何醇、四氫呋喃或二氧六環中的任何一種;鹼是選自無機鹼如氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈣或有機鹼如三甲胺、三乙胺、二甲苯胺、N-甲嗎啉、二乙苯胺、六次甲基四胺中的任何一種;所述的用以酸化的無機酸是鹽酸、磷酸或硫酸中的任何一種;所述的用以萃取的有機溶劑是1，2-二氯乙烷、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、環己烷、叔丁醇、二氯甲烷、異丁醇、丁醇、異戊醇、叔戊醇、二甲苯、乙醚和甲苯中的任何一種或任何二種的混合物。
4.如權利要求1所述的合成方法，其特徵在於其中所述的反應時間是0.5～6小時。
全文摘要
本發明涉及含氨基的伯仲胺類或胺基酸、肽類及其酯在含水體系中直接磷醯化合成N-磷醯化物的方法，屬有機高分子化合物的製備技術領域。N-磷醯化合物通過(I)式反應獲得(I)式(a)中的R
文檔編號C07F9/22GK1093368SQ9311281
公開日1994年10月12日 申請日期1993年12月24日 優先權日1993年12月24日
發明者趙玉芬, 尹應武 申請人:清華大學