γ-氨基丁酰胺的合成研究
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第23卷第3期 化学研究与应用 Vo1.23.No.3 2011年3月 Chemical Research and Application Mar.,2011 文章编号:1004・1656(201 1)03-0377-04 一氨基丁酰胺的合成研究 李晓军 ,邱楠楠 ,黄金程2,董永喜 ,贺 殿H (1.兰州大学药学院药物化学研究所,甘肃兰州730000; 2.上海睿智化学研究有限公司,上海201203;3.贵阳医学院药学院,贵州贵阳550004) 摘要: -氨基丁酰胺在食品,医药等领域有着重要作用,但是现有合成路线繁琐、反应条件苛刻、最终产率较 低。本文设计以 -氨基丁酸为原料,经过酰化、氨解作用合成 ・氨基丁酰胺。同时考察了不同的反应条件对 产品收率的影响。工艺成熟,适宜工业化生产。 关键词:y-氨基丁酸; 一氨基丁酸甲酯盐酸盐;y.氨基丁酰胺 中图分类号:0623.626 文献标识码:A Synthesis of v-aminobutanamide LI Xiao-jun ,QIU Nan.nan ,HUANG Jin.eheng ,DONG Yong.xi ,HE Dian (1.Institute ofPharmaceutical Chemistry,School ofPharmacy,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China; 2.Shanghai Ruizhi Chemistry,Shanghai 201203,China;3.College of Pharmacy,Guiyang Medical College,Guiyang 550004,China) Abstract:Y・aminobutanamide plays an important role in the synthetical reagent and pharmaceutical intermediates.However,the present routes are complicated and harsh and the total yield is low.The 7一aminobutyric acid as the raw material was designed to synthesize —aminobutanamide through acylation,ammonia solution.The effect of diferent reaction conditions on product yield was investigated.This method was suitable for industrial production. Key words:7一aminobutanoie acid;methyl -aminobutanoate hydrochloride;7・aminobutanamide 氨基酸酰胺类化合物是一类很重要的合成试 使其发挥作用。本文首次以 一氨基丁酸为原料, 剂和药物中间体,是合成光学活性聚合物的重要 一氨基丁酸甲酯盐酸盐为中间产物 ¨,经氨解反 单体、合成多肽类化合物的重要原料、及分离手性 应生成一系列 -氨基丁酰胺衍生物,该反应具有 化合物的重要载体¨J。目前合成氨基酸酰胺类化 步骤少、氨基保护基易于形成和脱去、条件温和、 合物方法很多【2引。但大多是研究复杂胺的反应, 收率高的优点,具有较广阔的工业前景。同时此 与较简单胺类反应合成氨基酸酰胺化合物的研究 方法也适用其它氨基酸酰胺类化合物的合成。 未见文献报道。 .氨基丁酸又名GABA,是哺乳动物中枢神经 1 实验仪器与试剂 系统中广泛分布的最重要的抑制性氨基酸类神经 递质之一【6], -氨基丁酰胺在生物合成化学、药物 YRT-3型熔点测定仪(天津大学精密仪器厂, 化学和食品加工等领域有着重要作用,其药用衍 温度未校正);Varian Mercury-400型核磁共振仪; 生物在体内可经酰胺酶作用释放出 一氨基丁酸, Nexus 670 FI.IR型傅里叶变换红外光谱仪;薄层 收稿日期:2010-09-03;修回日期:2010-ll-lO 联系人简介:贺殿(1970・),男,副教授,主要研究方向:新药的合成与研发。Email:hed@lzu.edu.cn 378 化学研究与应用 第23卷 色谱用硅胶GF (青岛海洋化工有限公司);DF— (自制);其它试剂均为工业纯。 IO1Z集热式恒温加热磁力搅拌器(郑州长城科工 贸有限公司);BS224S型电子天平(北京多利斯 仪器系统有限公司)。 .2实验过程 2.1合成路线 氨基丁酸(生化试剂);甲醇(分析纯);二氯 亚砜(使用前新蒸);2mol/L二氯亚砜一甲醇溶液 合成路线设计如下: H HCl 2.2二氯亚砜一甲醇溶液的制备 ¨ 150mL甲醇冰盐浴冷却至一1Oqc,逐滴加人 21.6mL(约300mmo1)新蒸二氯亚砜,滴毕,冰浴搅 拌2h后,得到2mol/L的甲醇溶液150mL。溶液 密封避光保存备用。 2.3 .氨基丁酸甲酯盐酸盐的合成 25mL甲醇冰盐浴冷却至一1O℃,逐滴加入 1.8mL(25.20mmo1)新蒸二氯亚砜,20min滴毕,冰 浴搅拌2h,加入 一氨基丁酸2.60g,加热回流1h, 减压蒸馏除去残余甲醇及二氯亚砜,25mL 2mol/L HC1甲醇溶液溶解所得固体,加热回流1h,减压 蒸馏除去甲醇,得白色固体。乙醇一乙醚(1:2)重 结晶,干燥,得白色结晶3.62 g,收率94%, m.P.118.3—120 ̄(2。 2.4合成 一氨基丁酰胺的通法 以 一氨基一Ⅳ’异丙基丁酰胺合成为例,3.06g (0.02mo1) 一氨基丁酸甲酯盐酸盐、50mL无水甲 醇混匀,冰盐浴冷却至一10cC,逐滴加入异丙胺 5.5mL,冰浴搅拌10rain,密封反应容器,室温搅拌 36h。减压蒸馏除去残余甲醇和异丙胺,干燥,得 淡黄色油状液体2.25g,收率78%。其它化合物的 合成方法与 一氨基一Ⅳ-异丙基丁酰胺类似。 2.5反应条件的影响 实验考察了原料配比和反应时间对 .氨基丁 酸甲酯盐酸盐及 一氨基丁酰胺收率的影响。 2.5.1原料配比【简称r)对 。氨基丁酸甲酯盐酸 盐(1)产率的影响反应按2.3进行,在其它条件 不变下,改变原料配比,合成 一氨基丁酸甲酯盐酸 盐(1)时,考察原料配比对收率的影响(见表1)。 ∞H R 表1 r对1收率的影响 Table 1 Effect of r Oil yield of1 由表1可见,从节约成本的角度考虑,选择 HC1甲醇溶液与 一氨基丁酸的摩尔比为3:1,HC1 甲醇溶液总使用量为50mL。 2.5.2反应时间对 一氨基丁酸甲酯盐酸盐1产 率的影响反应按2.3进行,在其它条件不变下, 只改变每次回流的时间,合成 .氨基丁酸甲酯盐 酸盐(1),考察反应时间对收率影响(见表2)。 表2反应时间对1收率的影响 Table 2 Effect of reaction time Oil iyeld of1 由表2可见,反应时间每次为1h,总反应时间 2h时,1的收率最高。 2.5.3原料配比对y一氨基.Ⅳ-异丙基丁酰胺(2) 产率的影响反应按2.4进行,在其它条件不变 下,只改变n(胺):n( 一氨基丁酸甲酯盐酸盐)/摩 尔比(简称r ),以y一氨基一Ⅳ-异丙基丁酰胺(2)合 成为例,考察原料配比对收率的影响(见表3)。 第3期 李晓军等:^y・氨基丁酰胺的合成研究 表3 rt对2收率的影响 Table 3 Effect of r’013 yield of2 .379 氨基Ⅳ-丙基丁酰胺:淡黄色油状液体,产 率85%。IrK KBr) (em ):1663(C=0);’HNMR (4001VIHz,CDC13)8:7.51(bs,1H,一NH一),3.23(m, 2H,J:4.8Hz,一CH2 CH2 CH3),2.62(m,2H,J= 由表3可见,从节约成本的角度考虑,选择n 4.8Hz,一CH2CH2 CH2一),2.19(t,2H,J=4.4Hz, -(胺):儿( 一氨基丁酸甲酯盐酸盐)/摩尔比为3:1。 2.5.4反应时间对 一氨基.Ⅳ-异丙基丁酰胺(2) CH2CH2 CH2-),1.85(m,2H,J=6.8Hz,・CH2 CH2 CH2一),1.71(t,2H,-NH2),1.56(m,2H,J= 4.4Hz,-CH2CH2 CH3).0.98(t,3H,J=4.8Hz, 产率的影响反应按2.4进行,在其它条件不变下, 只改变每次反应的时间,以y一氨基.Ⅳ.异丙基丁酰胺 一CH2CH2CH3); cnmr ̄(IOONHz,CDC13)6:171.3 (2)合成为例,考察反应时间对收率的影响(见表4)。 (1C,C=0),41.3(1C,NH2_ci-i2 CH2 CH2一),33.5 表4反应时间对2收率的影响 (1C,NH2 CH2 CH2 CH2-),43.6(1C,一cI-i2 CH2 Table4 Effect of reaction time On yield of2 CH3),29.7(1C,NH2 CH2 _cri2 CH2-),23.5(1C, 一CH2cri2CH3),11.5(1C,-CH2CH2 H3)。 一氨基Ⅳ_异丙基丁酰胺:淡黄油状液体,产 由表4可见,反应时间为36h时,2的收率 率83%。IR(KBr) (cm )1667(c=0); HNMR 最高。 (400MHz,CDC13)8:7.53(bs,1H,一NH・),3.98(m, 2.6产物的表征 1H,J=4.8Hz,一C旦(CH3)2),2.63(m,2H,J= .氨基Ⅳ.甲基丁酰胺:淡黄色油状液体,产率 4.8Hz,一CH2 CH2 CH2一),2。15(t,2H,J=4.4Hz, 82%。IR(KBr)l,(cm ):1668(C=0); HNMR 一CH2CH2CH2-),1.84(m,2H,J=6.8Hz,・CH2CH2 (400lHz,CDC13) :7.39(bs,1H,一NH-),2.71(d, CH2一),1.73(t,2H,一NH2),1.26(d,6H,J= 3H,J=4.8Hz,-CH3)、,2.64(m,2H,J=4.8Hz,一C 4.4Hz,-CI-I(CH3)2);H CNMR(IOOMHz,CDC13) : H2 CH2 CH2一),2.15(t,2H,J=4.4Hz,一CH2 CH2 171.8(1C,C=O),41.5(1C,NH2c_i-i2 CH2CH2-), CH2一),1.86(m,2H,J=6.8Hz,-CH2 CH2 CH2-), 33.6(1C,NH2 CH2 CH2 _ci-i2一),28.7(1C,NH2 CH2 1.75(t,2H,一NH2);”CNMR(IOOMHz,CDC13)艿: c_ix2CH2-),40.7(1C,-ci-i(CH3)2),23.3(1C,一CH 170.8(1C,C=0),40.6(1C,NH2ci-i2CH2CH2一), (_ci-i3)2)。 32.7(1C,NH2 CH2 CH2 cI-i2一),28.6(1C,NH2 CH2 .氨基Ⅳ_正丁基丁酰胺:淡黄油状液体,产 c率76%。Ill(KBr)l,(em ):1669(C=0); HNMR _H2CH2-),25.6(1C,一CH3)。 一氨基Ⅳ_乙基丁酰胺:淡黄色油状液体,产 (400MHz,CDCI3)艿:7.46(bs,1H,一NH-),3.18(m, 率79%。IR(KBr)l,(cm ):1665(C=0); HNMR 2H,J=4.8Hz,一CH2CH2CH2CH3),2.58(m,2H,J (400MHz,CDC]3)6:7.43(bs,1H,一NH-),3.27(m, =4.8Hz,一CH2CH2CH2一),2.15(t,2H,J=4.4Hz, 214,_,=4.8Hz,一CH2 CH3),2.59(m,2H,J= 一CH2 CH2 CH2-),1.81(m,2H,J:6.8Hz,一 4.8Hz,一CH2 CH2 CH2一),2.17(t,2H,J=4.4Hz, CH2C H2CH2-),1.74(t,2H,一NH2),1.53(m,2H,J 一CH2CH2CH2-),1.82(m,2H,J=6.8Hz,一CH2CH2 =4.8Hz,一CH2 CH2 CH2 CH3),1.31(m,2H,J= CH2・),1.77(t,2H,一NH2),1.16(d,3H,J= 4.8Hz,一CH2CH2C H2CH3),0.94(t,3H,J=4.4Hz, 4.4Hz,一CH2 CH3); CNMR(IOOMHz,CDC13) : 一CH2CH2CH2C H3); CNMR(IOOMHz,CDC13) : 171.2(1C,C=0),41.8(1C,NH2 _cri2CH2 CH2一), 171.5(1C,C=0),41.5(1C,NH2c_i-t2CH2CH2-), 32.1(1C,NH2 CH2 CH2 cI-i2一),28.3(1C,NH2 CH2 33。3(1 C,NH2 CH2 CH2 _ctx2一),28.9(1 C,NH2 CH2 ccH2 CH2一),39.8(1C,-ci-I2 CH2 CH2 CH3),32.1 _H2CH2-),35.6(1C,一c_H2 CH3),14.9(1C,一CH2 ci-i 3)。(1C,・CH2 H2 CH2 CH3),18.9(1C,・CH2 CH2 cI-i2 __380 化学研究与应用 第23卷 CH3),l3.5(1C,一CH2CH2CH2 H3)。 2.7讨论 在 氨基丁酸甲酯盐酸盐氨解时,由于 .氨 基丁酸甲酯中的氨基和甲醇溶液中的HC1生成季 铵盐,对氨基起到了保护作用,且加入的胺过量, 阻止了 .氨基丁酸甲酯发生分子间和分子内酰胺 化,提高了产率,最终产物经高分辨质谱检测未发 现其分子间和分子内酰胺化产物的分子量。 3 结论 目前文献报道合成 一氨基丁酰胺方法主要有 两种:一是y一氨基丁酸与二氯亚砜、氯化氢气体或 氯化三甲基硅烷甲醇溶液反应制取相应的氨基酸 参考文献: [1]Muehlman A,Lindberg J,Classon B,et a1.Synthesis of novel,potent,clio L-based HIV一1 protease inhibitors via intermoleeular pinacol homocoupling of(2S)-2-benzylox- ymethy/,-4一phenylbuta [J]. 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