α-环丙氨酸的仿生合成方法技术

本发明专利技术提供了一种α－环丙氨酸的仿生合成方法，所述的方法是以蛋氨酸为起始原料，先经甲硫基氧化后得到蛋氨酸砜，所得蛋氨酸砜经羧基、氨基保护得到噁唑酮，噁唑酮再经分子内环化，所得螺环化合物酸解后纯化，即得α－环丙氨酸。本发明专利技术模拟α－环丙氨酸生物合成，进行仿生合成，是一种工艺简单、原料易得、反应条件温和、污染少、产率高、易于形成工业化规模生产的α－环丙氨酸合成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及α-环丙氨酸的合成方法，尤其是仿生合成方法。
技术介绍
α-环丙氨酸(ACPC)的合成通常用丙烯酸衍生物-重氮甲烷法等三十余种方法，但鲜见实现工业化生产，其主要缺点是工艺冗长，步骤繁复，原料难得，易爆易燃，反应条件苛刻，污染大，产率低。
技术实现思路
为解决现有技术中α-环丙氨酸(ACPC)的合成工艺冗长、原料难得、反应条件苛刻、污染大、产率低的不足，本专利技术模拟α-环丙氨酸生物合成，提供了一种工艺简单、原料易得、反应条件温和、污染少、产率高、易于形成工业化规模生产的α-环丙氨酸仿生合成方法。为达到专利技术目的本专利技术采用的技术方案是一种α-环丙氨酸的仿生合成方法，所述的方法是以蛋氨酸(I)为起始原料，先经甲硫基氧化后得到蛋氨酸砜(II)，所得蛋氨酸砜经羧基、氨基保护得到噁唑酮(III)，噁唑酮再经分子内环化，所得螺环化合物(IV)酸解后纯化，即得所述的α-环丙氨酸(VI)。反应式如下所示 具体的，所述的方法按如下步骤进行(1)甲硫基氧化蛋氨酸溶解于强酸水溶液中，加入钼酸铵、过氧化氢、水，吡啶中和至中性，加入丙酮使之沉淀，纯化、干燥，得蛋氨酸砜，其中各物质用量为蛋氨酸∶强酸∶水∶钼酸铵∶过氧化氢∶水∶丙酮＝0.0336(mol)∶0.035～0.045(mol)∶45～55(ml)∶0.0001～0.0002(mol)∶2.1～2.7(g)∶70～90(ml)∶240～250(ml)；(2)羧基、氨基保护蛋氨酸砜溶解于氢氧化钠水溶液中，在0～5℃下，加入苯甲酰氯和氢氧化铵水溶液，盐酸中和至中性，抽滤，烘干，乙酐回流2～3小时，除去溶剂，乙酸乙酯重结晶，得噁唑酮，其中各物质用量为蛋氨酸砜∶氢氧化钠∶苯甲酰氯∶氢氧化铵∶乙酐＝5(g)∶0.04～0.06(mol)∶6～7(g)∶0.04～0.06(mol)∶20～30(ml)；(3)分子内环化噁唑酮、乙酸钠、聚乙二醇、二甲基甲酰胺、乙酐于70～80℃下反应7～8小时，盐酸中和至中性，有机溶剂萃取，除去溶剂，得螺环化合物，其中各物质用量为噁唑酮∶乙酸钠∶聚乙二醇∶二甲基甲酰胺∶乙酐＝3.5(g)∶3～4(g)∶2～3(g)∶10～12(ml)∶15～20(ml)；(4)酸解、纯化将螺环化合物和浓盐酸回流7～8小时，纯化分离得α-环丙氨酸白色针状晶体。步骤(1)中所述的强酸可为盐酸、硝酸、硫酸等，最好为高氯酸。步骤(3)中所述的有机溶剂可为醇类溶剂或醚类溶剂，最好为乙醚。特别的，所述的方法按如下步骤进行(1)甲硫基氧化蛋氨酸溶解于5M高氯酸中，加入0.05M钼酸铵、30％过氧化氢、水，吡啶中和至中性，加入丙酮使之沉淀，纯化、干燥，得蛋氨酸砜，其中各物质用量为蛋氨酸∶5M高氯酸∶水∶0.05M钼酸铵∶30％过氧化氢∶水∶丙酮＝0.0336(mol)∶7～9(ml)∶45～55(ml)∶3～4(ml)∶7～9(ml)∶70～90(ml)∶240～250(ml)；(2)羧基、氨基保护蛋氨酸砜溶解于2M氢氧化钠水溶液中，在0～5℃下，加入苯甲酰氯和2M氢氧化铵，盐酸中和至中性，抽滤，烘干，乙酐回流2～3小时，除去溶剂，乙酸乙酯重结晶，得噁唑酮，其中各物质用量为蛋氨酸砜∶2M氢氧化钠水溶液∶苯甲酰氯∶2M氢氧化铵∶乙酐＝5(g)∶20～30(ml)∶6～7(g)∶20～30(ml)∶20～30(ml)；(3)分子内环化噁唑酮、乙酸钠、聚乙二醇、二甲基甲酰胺、乙酐于70～80℃下反应7～8小时，盐酸中和至中性，乙醚萃取，除去溶剂，得螺环化合物，其中各物质用量为噁唑酮∶乙酸钠∶聚乙二醇∶二甲基甲酰胺∶乙酐＝3.5(g)∶3～4(g)∶2～3(g)∶10～12(ml)∶15～20(ml)；(4)酸解、纯化将螺环化合物和浓盐酸回流7～8小时，纯化分离得α-环丙氨酸白色针状晶体。更进一步，所述的方法按如下步骤进行(1)甲硫基氧化蛋氨酸溶解于5M高氯酸中，加入0.05M钼酸铵、过氧化氢、水，吡啶中和至PH＝7，加入丙酮使之沉淀，纯化、干燥，得蛋氨酸砜，其中各物质用量为蛋氨酸∶5M高氯酸∶水∶0.05M钼酸铵∶30％过氧化氢∶水∶丙酮＝0.0336(mol)∶7(ml)∶45(ml)∶3(ml)∶7(ml)∶70(ml)∶240(ml)；(2)羧基、氨基保护蛋氨酸砜溶解于2M氢氧化钠水溶液中，在0～5℃下，加入苯甲酰氯和2M氢氧化铵水溶液，盐酸中和至中性，抽滤，烘干，乙酐回流2～3小时，除去溶剂，乙酸乙酯重结晶，得噁唑酮，其中各物质用量为蛋氨酸砜∶2M氢氧化钠水溶液∶苯甲酰氯∶2M氢氧化铵∶乙酐＝5(g)∶20(ml)∶6(g)∶20(ml)∶20(ml)。(3)分子内环化噁唑酮、乙酸钠、聚乙二醇、二甲基甲酰胺、乙酐于75℃下反应77小时，盐酸中和至中性，乙醚萃取，除去溶剂，得螺环化合物，其中各物质用量为噁唑酮∶乙酸钠∶聚乙二醇∶二甲基甲酰胺∶乙酐＝3.5(g)∶3(g)∶2(g)∶10(ml)∶15(ml)；(4)酸解、纯化将螺环化合物和浓盐酸回流7～8小时，纯化分离得α-环丙氨酸白色针状晶体。本专利技术所述的α-环丙氨酸仿生合成的有益效果主要体现在(1)工艺简单、原料易得，易于工业化生产；(2)反应条件温和、基本无污染，产率高。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述实施例1α-环丙氨酸(ACPC)合成步骤(1)甲硫基氧化蛋氨酸溶解于5M高氯酸水溶液中，加入0.05M钼酸铵、过氧化氢、水，吡啶中和(PH＝7)，加入丙酮使之沉淀，纯化、干燥，得蛋氨酸砜(II)。其中蛋氨酸∶5M高氯酸∶水∶0.05M钼酸铵∶30％过氧化氢∶水∶丙酮＝0.0336mol∶7ml∶45ml∶3ml∶7ml∶70ml∶240ml。(2)羧基、氨基保护蛋氨酸砜(II)溶解于2M氢氧化钠水溶液，在0-5℃下，加入苯甲酰氯和2M氢氧化铵，盐酸中和至中性，抽滤，烘干，乙酐回流2小时，除去溶剂，乙酸乙酯重结晶，得噁唑酮(III)。其中蛋氨酸砜(II)∶2M氢氧化钠水溶液∶苯甲酰氯∶2M氢氧化铵∶乙酐＝5g∶20ml∶6g∶20ml∶20ml。(3)分子内环化噁唑酮(III)、乙酸钠、聚乙二醇(PEG800)、二甲基甲酰胺(DMF)、乙酐于75℃反应7小时，盐酸中和至中性，乙醚萃取，除去溶剂，得螺环化合物(IV)。其中噁唑酮(III)∶乙酸钠∶聚乙二醇(PEG800)∶二甲基甲酰胺(DMF)∶乙酐＝3.5g∶3g∶2g∶10ml∶15ml。(4)将螺环化合物(IV)和浓盐酸回流7小时，纯化分离得α-环丙氨酸(ACPC)白色针状晶体，总产率51.2％。实施例2α-环丙氨酸(ACPC)的合成步骤(1)甲硫基氧化蛋氨酸溶解于高氯酸水溶液中，加入钼酸铵、过氧化氢、水，吡啶中和(PH＝7)，加入丙酮使之沉淀，纯化、干燥，得蛋氨酸砜(II)。其中蛋氨酸∶5M高氯酸∶水∶0.05M钼酸铵∶30％过氧化氢∶水∶丙酮＝0.0336mol∶8ml∶50ml∶3.5ml∶8ml∶80ml∶245ml。(2)羧基、氨基保护蛋氨酸砜(II)溶解于2M氢氧化钠水溶液，在0-5℃下，加入苯甲酰氯和2M氢氧化铵，盐酸中和至中性，抽滤，烘干，乙酐回流2.5小时，除去溶剂，乙酸乙酯重结晶，得噁唑酮(III)。其中蛋氨酸砜(II本文档来自技高网...

【技术保护点】
α－环丙氨酸的仿生合成方法，其特征在于所述的方法是以蛋氨酸为起始原料，先经甲硫基氧化后得到蛋氨酸砜，所得蛋氨酸砜经羧基、氨基保护得到噁唑酮，噁唑酮再经分子内环化，所得螺环化合物酸解后纯化，即得所述的α－环丙氨酸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭祥，
申请(专利权)人：朱旭祥，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]