含有双吖丙啶基团的氨基酸类化合物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种含有双吖丙啶基团的氨基酸类化合物及其合成方法。所述方法以乙酰乙酸乙酯为原料，在二异丙基氨基锂作用下，与溴丙炔反应生成3‑氧代庚‑6‑炔酸乙酯，再水解生成3‑氧代庚‑6‑炔酸，之后在氨气甲醇溶液中与羟胺‑O‑磺酸反应，经由碘单质氧化生成2‑(3‑(丁‑3‑炔‑1‑基)‑3H‑双吖丙啶‑3‑基)乙酸，再与1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基丁二酰亚胺反应生成2,5‑二氧代吡咯烷‑1‑基2‑(3‑(丁‑3‑基‑1‑基)‑3H‑双吖丙啶‑3‑基)乙酸酯，再分别与氨基酸类分子反应生成目标产物。本发明专利技术合成的化合物含有双吖丙啶基团和具有生物活性的氨基酸分子，可用于生物活性测试和分析中。

Amino acids containing bisacridine group and their synthesis

【技术实现步骤摘要】
含有双吖丙啶基团的氨基酸类化合物及其合成方法
本专利技术属于有机合成化学
，涉及一种含有双吖丙啶基团的氨基酸类化合物及其合成方法，具体涉及一种(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物及其合成方法。
技术介绍
氨基酸是生物学上的重要的有机化合物，是构成蛋白质的基本单位，其结构的不同能赋予蛋白质特定的分子结构形态，使蛋白质分子具有多样的生化活性。光交联剂是化学生物学研究的重要工具，其典型的结构通常包含光反应活性基团和响应基团，在紫外光照射下，光活性基团活化介导蛋白质和配体之间的不可逆联系。光交联剂一个突出的应用是基于亲和力的蛋白质分析(AfBPP)，其中小分子配备光交联剂以促进与蛋白质靶标的不可逆结合。当小分子是氨基酸类分子时，氨基酸分子与光交联剂结合生成含双吖丙啶的氨基酸类化合物分子，可以促进氨基酸小分子与特定位点的蛋白质靶标结合，生成化学稳定的、交联的蛋白质-探针复合物，可用于各种下游的生物活性测试和分析。现阶段研究人员已经对缔合双吖丙啶光交联基团的生物活性小分子进行了大量的研究，但对于缔合双吖丙啶光交联基团的氨基酸类分子还未见文献报道。而由于氨基酸类分子与蛋白质结构的特殊构效关系，合成(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物则对该领域的研究具有重要的应用意义，可以有效地探究氨基酸类化合物在细胞内蛋白质上的作用情况。以往含双吖丙啶类光交联基团的生物活性小分子的合成已经有了详细的报道。如：2016年StephanA.Sieber课题组以1-羟基庚-6-炔-3-酮为起始原料，经过将酮转化为双吖丙啶结构，再氧化醇为酸的过程合成一类结构更小的2-(3-(丁-3-基-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酸型光交联剂，再与其它生物活性分子缔合成为目标结构(PhilippKleiner；WolfgangHeydenreuter；StephanA.Sieber,Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,1396–1401)，但是其合成过程所用试剂昂贵，有些试剂甚至需要额外合成，而且合成过程中用到了重金属氧化物，对环境不友好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本低、合成效率较高、绿色环保的(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物及其合成方法。本专利技术的(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物，英文名为(2-(3-(but-3-yn-1-yl)-3H-diazirin-3-yl)acetyl)[Aminoacid]，具有双吖丙啶结构，其结构式如下所示：其中，本专利技术的(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物的合成路线如下：其中化合物L1为起始原料，化合物L2、L3、L4和L5为反应过程的中间产物，化合物L6、L7和L8为最终的携带双吖丙啶结构和氨基酸模块的目标产物，L6、L7和L8分别代表L-组氨酸、L-异亮氨酸和L-半胱氨酸合成的产物。本专利技术以乙酰乙酸乙酯为起始原料，在二异丙基氨基锂作用下引入丙炔基形成中间产物L2；中间产物L2在氢氧化钠水溶液里水解生成中间产物L3；中间产物L3先在氨气甲醇溶液里与羟胺-O-磺酸反应，再在三乙胺碱性条件下被碘单质氧化生成含有双吖丙啶结构的中间产物L4；在0℃和氮气氛围下，中间产物L4与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)反应生成中间产物L5；在水和1,4-二氧六环混合溶剂里，加入L-组氨酸或L-异亮氨酸，再加入中间产物L5和碳酸氢钠试剂，室温下分别反应生成目标产物L6和L7；而在乙腈溶剂下，加入L-半胱氨酸和中间产物L5，再加入三乙胺，室温下反应可生成目标产物L8。具体步骤如下：步骤1，冰水浴和氮气氛围下，将乙酰乙酸乙酯(L1)加入到二异丙基氨基锂溶液，搅拌反应，然后加入溴丙炔，室温下反应，反应结束后加入饱和氯化铵溶液淬灭，乙酸乙酯萃取，有机相经柱层析纯化后得到3-氧代庚-6-炔酸乙酯(L2)；步骤2，将3-氧代庚-6-炔酸乙酯(L2)加入NaOH水溶液中，搅拌下水解，乙酸乙酯萃取，向水相加入稀盐酸至pH为酸性，用乙酸乙酯萃取，真空旋除有机相中的有机溶剂得到3-氧代庚-6-炔酸(L3)；步骤3，在0℃条件和氮气氛围下，将3-氧代庚-6-炔酸(L3)溶于甲醇中，再加入饱和的氨气甲醇溶液，搅拌反应，加入羟胺-O-磺酸，反应结束后，将反应液真空蒸发，过滤并用甲醇冲洗，将收集的甲醇溶液真空蒸发，残留物溶于甲醇溶液，冰水浴条件下，加入三乙胺，搅拌反应，缓慢添加碘单质，反应完成经后处理得到2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酸(L4)；步骤4，在0℃和氮气氛围下，将2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酸(L4)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)，室温反应，水洗，再用1MHCl溶液洗涤，再用饱和食盐水洗，干燥，真空蒸发溶剂，过硅胶柱纯化得到2,5-二氧代吡咯烷-1-基2-(3-(丁-3-基-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酸酯(L5)；步骤5，在体积比为1:1的水和1,4-二氧六环混合溶剂和碳酸氢钠碱性条件下，L5与组氨酸或异亮氨酸反应生成(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)组氨酸(L6)或(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)异亮氨酸(L7)；在乙腈溶剂和三乙胺条件下，L5与半胱氨酸反应生成(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)半胱氨酸(L8)。优选地，步骤1中，所述的搅拌反应时间为30～40min，室温下反应时间为12～14h，二异丙基氨基锂的摩尔量是乙酰乙酸乙酯摩尔量的2.2equiv。优选地，步骤2中，所述的NaOH水溶液浓度为1mol/L，氢氧化钠总摩尔量是反应物L2摩尔量的1.1equiv～1.2equiv。优选地，步骤3中，所述的后处理步骤为：将反应液溶于乙酸乙酯，用1MHCl溶液酸化，10％硫代硫酸钠溶液洗有机相，再用饱和食盐水洗，保留有机相，后向有机相里加入三乙胺和少量水碱化，使目标产物进入水相，将水相分离用1MHCl溶液酸化，再用乙酸乙酯萃取，得到有机相，蒸发溶剂得到产物。优选地，步骤4中，所述的N-羟基丁二酰亚胺的摩尔量是中间产物L4摩尔量的1.1equiv～1.2equiv，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐的摩尔量是中间产物L4的1.2equiv。优选地，步骤5中，所述的氨基酸摩尔量与反应溶剂的体积比为0.1mmol：1ml，所用碱的摩尔量是氨基酸摩尔量的2.0～2.1equiv，中间产物L5的摩尔量是氨基酸摩尔量的1.0～1.1equiv。...

【技术保护点】
1.(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物，其结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物，其结构式如下所示：

其中，


2.根据权利要求1所述的(2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酰基)氨基酸类化合物的合成方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1，冰水浴和氮气氛围下，将乙酰乙酸乙酯(L1)加入到二异丙基氨基锂溶液，搅拌反应，然后加入溴丙炔，室温下反应，反应结束后加入饱和氯化铵溶液淬灭，乙酸乙酯萃取，有机相经柱层析纯化后得到3-氧代庚-6-炔酸乙酯(L2)；
步骤2，将3-氧代庚-6-炔酸乙酯(L2)加入NaOH水溶液中，搅拌下水解，乙酸乙酯萃取，向水相加入稀盐酸至pH为酸性，用乙酸乙酯萃取，真空旋除有机相中的有机溶剂得到3-氧代庚-6-炔酸(L3)；
步骤3，在0℃条件和氮气氛围下，将3-氧代庚-6-炔酸(L3)溶于甲醇中，再加入饱和的氨气甲醇溶液，搅拌反应，加入羟胺-O-磺酸，反应结束后，将反应液真空蒸发，过滤并用甲醇冲洗，将收集的甲醇溶液真空蒸发，残留物溶于甲醇溶液，冰水浴条件下，加入三乙胺，搅拌反应，缓慢添加碘单质，反应完成经后处理得到2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酸(L4)；
步骤4，在0℃和氮气氛围下，将2-(3-(丁-3-炔-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酸(L4)溶于N,N-二甲基甲酰胺中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺，室温反应，水洗，再用1MHCl溶液洗涤，再用饱和食盐水洗，干燥，真空蒸发溶剂，过硅胶柱纯化得到2,5-二氧代吡咯烷-1-基2-(3-(丁-3-基-1-基)-3H-双吖丙啶-3-基)乙酸酯(L5)；
步骤5，在体积比为1:1的水和1,4-二氧六环混合溶剂和碳酸氢钠碱性条件下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜超，刘园孩，倪梦亭，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32