一种环保型正交保护的二氨基二酸类化合物、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种环保型正交保护的二氨基二酸类化合物、其制备方法及其应用，其中环保型正交保护的二氨基二酸类化合物的结构式为：

An environment-friendly orthogonal protective two aminodiacid compound, its preparation method and its application

The invention discloses an environment-friendly orthogonal protection two amino acid acid compound, its preparation method and its application, wherein the structure of the environmental protection type orthogonal amino acid two aminoacid is:

【技术实现步骤摘要】
一种环保型正交保护的二氨基二酸类化合物、其制备方法及其应用一、
本专利技术涉及一种环保型正交保护的二氨基二酸类化合物、其制备方法及其应用。二、
技术介绍
二硫键广泛存在于折叠的蛋白质结构中，能促进蛋白质的三级结构的稳定。但是一些具有潜在药用和科研研究价值的蛋白质因其天然二硫键容易在还原性化学条件和生理环境下断裂，从而影响蛋白质的结构和生理功能。目前用二氨基二酸骨架替换二硫键来解决这类问题是一个行之有效的策略。二氨基二酸模拟二硫键不仅能提高多肽药物的抗降解性而且能在一定程度增强生理活性。在多肽中嵌入二硫键骨架类似物时，需要对二氨基二酸两端进行正交保护，以适应Fmoc法合成多肽的化学条件。正交保护的二氨基二酸类化合物有多种，目前已经报道的二氨基二酸的种类及其应用有：文献(Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,9558–9562)首次报道将二氨基二酸作为替换二硫键的骨架嵌入多肽中，开发了用Alloc和Allyl保护的C-S骨架、S-C骨架型二氨基二酸以及pNb和pNz保护的C-S骨架、S-C骨架型二氨基二酸。但二氨基二酸正交保护基的脱除需要重金属钯，易造成环境污染，而且蛋白质易吸附钯离子从而对自身活性产生影响。文献(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,1–7)首次证实C-S、S-C型骨架二氨基二酸对多肽生物活性有不同的影响。因此完善和开发环保型二氨基二酸种类对多肽蛋白质的研究具有较为重要的意义。文献(TetrahedronLetters58(2017)1677–1680)开发了一种正交保护基脱除环保型的C-S骨架二氨基二酸。三、专利
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种环保型正交保护的二氨基二酸类化合物、其制备方法及其应用。本专利技术二氨基二酸类化合物能绿色高效脱除正交保护基，增加了二氨基二酸骨架种类。本专利技术环保型正交保护的二氨基二酸类化合物，在S-C结构中，硫元素在远Dmab/ivDde保护端的氨基酸衍生物侧链上，其结构式具体为：其中Dmab、ivDde的结构表达如下：本专利技术环保型正交保护的二氨基二酸类化合物的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将半胱氨酸衍生物和烯丙基溴溶于有机溶剂中，随后加入弱碱盐，常温下搅拌反应2-10h；反应结束后加入乙酸乙酯，然后用饱和食盐水洗涤有机相，向所得有机相中加入无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩有机相，柱层析分离(洗脱液为石油醚：乙酸乙酯＝3：1或5：1，v/v)获得中间产物Ⅰ；各原料的添加量以半胱氨酸或其衍生物为基准，烯丙基溴当量为1-2，弱碱盐当量为1-2。所述弱碱盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。所述有机溶剂为DMF或DCM；有机溶剂添加量以半胱氨酸衍生物为基准，为1.5-3ml/mmol。所述半胱氨酸衍生物的通式为：其中R1为Trt、Mmt或Acm等。本步骤的反应过程如下：步骤2：保护基保护2a、将高丝氨酸和弱碱盐溶于水中，在冰浴条件下缓慢加入二恶烷并搅拌，随后再加入Boc酸酐，室温下搅拌反应2-10h，反应结束后将反应液用乙醚洗涤，随后将水相pH值调至2-4，用乙酸乙酯萃取水相后合并有机相，饱和食盐水洗涤有机相，无水硫酸钠干燥后旋蒸除去溶剂，得到N端Boc保护的高丝氨酸残基；以高丝氨酸为基准，Boc酸酐的当量为1-3，弱碱盐的当量为2-6，水的添加量为1.5-4ml/mmol，二恶烷的添加量为0.8-1.5ml/mmol。所述弱碱盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。本步骤的反应过程如下：2b、将2a所得N端Boc保护的高丝氨酸残基和TEBAC及弱碱盐溶于有机溶剂中，随后缓慢加入叔丁基卤并搅拌，40-70℃无光照条件下反应24-48h；反应结束后用水稀释有机相，加入乙酸乙酯萃取，合并有机相并旋蒸浓缩，水洗并干燥后得到C端tBu保护的高丝氨酸残基(即N-叔丁氧羰基-L-高丝氨酸叔丁酯)；以N端Boc保护的高丝氨酸残基为基准，TEBAC当量为1-3，弱碱盐当量为4-6，叔丁基卤当量为4-10，有机溶剂的添加量为1.5-3ml/mmol。所述弱碱盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。所述叔丁基卤为叔丁基氯、叔丁基溴或叔丁基碘；所述有机溶剂为DMF或DCM等。本步骤的反应过程如下：2c、将2b所得C端tBu保护的高丝氨酸残基直接和四溴化碳混合并溶于二氯甲烷(4-8ml/mmol)中，在冰浴条件下缓慢滴加三苯基膦的二氯甲烷溶液，在惰性气体保护下于室温反应1-4h；反应所得混合物用二氯甲烷稀释，随后加入饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后旋蒸浓缩，浓缩物用体积比1:1的乙酸乙酯/石油醚混合液萃取，沉淀出磷的氧化物，将萃取液浓缩干燥，硅胶柱分离(洗脱液为石油醚：乙酸乙酯＝5:1，v/v)得到中间产物Ⅱ(即(2s)-3-溴-2-(叔丁氧羰基)氨基-丁酸叔丁酯)；以C端tBu保护的高丝氨酸残基为基准，四溴化碳当量为1-2，三苯基膦的当量为1-2。本步骤的反应路线为：步骤3：耦合反应3a、将中间产物Ⅰ加入二氯甲烷、脱除试剂、三异丙基硅烷的混合液中，常温下搅拌反应1-2h，反应结束后向反应液中加入二氯甲烷和水稀释，再加入碳酸氢钠调节pH值为中性，分离留取有机相，洗涤、干燥并浓缩后得到侧链裸露的半胱氨酸残基。以中间产物Ⅰ为基准，三异丙基硅烷的当量为2-4，二氯甲烷的添加量为10-20ml/mmol，三氟乙酸的添加量为20-40ml/mmol。本步骤的反应过程如下：其中R1为Trt、Mmt或Acm等。脱除试剂的选择与中间产物Ⅰ的结构有关：当R1为Trt时，脱除试剂为三氟乙酸，以中间产物Ⅰ为基准添加量为10-20ml/mmol；当R1为Mmt时，脱除试剂为体积分数2％的三氟乙酸的DCM溶液，以中间产物Ⅰ为基准三氟乙酸的DCM溶液的添加量为10-20ml/mmol；当R1为Acm时，脱除试剂为碘的乙酸和水的混合溶液，以中间产物Ⅰ为基准碘的添加量为20倍当量，混合溶液中乙酸和水的体积比为1:1，以中间产物Ⅰ为基准添加量为20-30ml/mmol。3b、在氮气保护下，将3a所得侧链裸露的半胱氨酸残基和中间产物Ⅱ溶于乙酸乙酯(15-30ml/mmol)中，随后加入四丁基溴化铵的饱和碳酸氢钠溶液，常温下搅拌反应8-12小时，反应结束后用乙酸乙酯萃取反应液，饱和食盐水洗涤有机相，无水硫酸钠干燥，过滤后旋蒸有机相，硅胶柱分离(洗脱液为石油醚：乙酸乙酯＝5:1或2:1，v/v)得到耦合的高丝氨酸端tBu和Boc保护的二氨基二酸(即S-(R)-((2-(芴甲氧羰基)氨基-2-烯丙氧羰基)乙基)-N-叔丁氧羰基-L-高半胱氨酸叔丁酯)；以侧链裸露的半胱氨酸残基为基准，中间产物Ⅱ的当量为1-2、四丁基溴化铵的当量为2-4，饱和碳酸氢钠溶液的添加量为4-6ml/mmol。本步骤的反应过程如下：3c、将3b所得化合物溶于三氟乙酸(以3b为基准当量为3-6ml/mmol)的二氯甲烷溶液中，在室温条件下搅拌反应2-12h，反应结束后将反应液浓缩、干燥并溶于乙酸乙酯中，随后依次加入ivDde-OH和TFA(以3b为基准当量为0.1-0.5)，50-90℃、惰性气体保护下加热回流反应8-12小时，反应结束后向反应液中加入乙酸乙酯及盐酸，分离有机相并用无水硫酸镁干燥，浓缩后经过硅胶柱分离(洗脱液为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，v/v)得到高丝氨酸残基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型正交保护的二氨基二酸类化合物，其特征在于其结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种环保型正交保护的二氨基二酸类化合物，其特征在于其结构式为：2.一种权利要求1所述的二氨基二酸类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将半胱氨酸衍生物和烯丙基溴溶于有机溶剂中，随后加入弱碱盐，常温下搅拌反应2-10h，反应结束后分离并纯化，获得中间产物Ⅰ；步骤2：保护基保护2a、将高丝氨酸和弱碱盐溶于水中，在冰浴条件下缓慢加入二恶烷并搅拌，随后再加入Boc酸酐，室温下搅拌反应2-10h，反应结束后分离并纯化，得到N端Boc保护的高丝氨酸残基；2b、将2a所得N端Boc保护的高丝氨酸残基和TEBAC及弱碱盐溶于有机溶剂中，随后缓慢加入叔丁基卤并搅拌，40-70℃无光照条件下反应24-48h，反应结束后分离并纯化，得到C端tBu保护的高丝氨酸残基；2c、将2b所得C端tBu保护的高丝氨酸残基直接和四溴化碳混合并溶于二氯甲烷中，在冰浴条件下缓慢滴加三苯基膦的二氯甲烷溶液，在惰性气体保护下于室温反应1-4h，反应结束后分离并纯化，得到中间产物Ⅱ；步骤3：耦合反应3a、将中间产物Ⅰ加入二氯甲烷、脱除试剂、三异丙基硅烷的混合液中，常温下搅拌反应1-2h，反应结束后分离并纯化，得到侧链裸露的半胱氨酸残基；以中间产物Ⅰ为基准，三异丙基硅烷的当量为2-4；3b、在氮气保护下，将3a所得侧链裸露的半胱氨酸残基和中间产物Ⅱ溶于乙酸乙酯中，随后加入四丁基溴化铵的饱和碳酸氢钠溶液，常温下搅拌反应8-12小时，反应结束后分离并纯化，得到耦合的高丝氨酸端tBu和Boc保护的二氨基二酸；3c、将3b所得化合物溶于三氟乙酸的二氯甲烷溶液中，在室温条件下搅拌反应2-12h，反应结束后将反应液浓缩、干燥并溶于乙酸乙酯中，随后依次加入ivDde-OH和TFA，50-90℃、惰性气体保护下加热回流反应8-12小时，反应结束后分离并纯化，得到高丝氨酸残基端羧酸裸露、氨基ivDde保护的二氨基二酸；3d、将3c所得化合物溶于二氯甲烷中，然后加入Dmab-OH、DCC和DMAP，常温下反应2-12h，反应结束后分离并纯化，得到高丝氨酸残基端羧酸Dmab保护、氨基ivDde保护的二氨基二酸；3e、将3d得到的化合物加入溶解有三苯基磷钯和苯硅烷的二氯甲烷中，常温下搅拌反应1-2h，随后加入甲醇，常温下搅拌5-30min，分离并纯化后得到目标产物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，各原料的添加量以半胱氨酸衍生物为基准，烯丙基溴当量为1-2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宜明，白静思，王涛，许杨，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34