[发明专利]一种合成β-丙氨酰-牛磺酸的工艺

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种合成牛磺酸的工艺，尤其涉及一种合成β-丙氨酰-牛磺酸的工艺。

背景技术

牛磺酸在脑内的含量丰富、分布广泛，能明显促进神经系统的生长发育和细胞增殖、分化，防止心血管疾病，改善内分泌，增强人体免疫力等多种功能，丙氨酸是构成蛋白质的基本单位，是组成人体蛋白质的21种氨基酸之一，能够预防肾结石、协助葡萄糖的代谢，有助缓和低血糖，改善身体能量，而这两个分子结合形成的β-丙氨酰-牛磺酸(β-Ala-Tau)是一种小分子二肽，美国已经开始用于医疗领域并证明β-Ala-Tau具有抗疲劳、增强细胞免疫功能等作用，可以作为饲料添加剂、食品营养强化剂和药物添加剂等广泛应用于各种行业。为了研究β-Ala-Tau的作用与功能，大量制备合成β-Ala-Tau是一个首要工作，具有重要的意义。

碳二亚胺法(DCC法)合成β-丙氨酰-牛磺酸，取苄氧羰基-β-丙氨酸、N-羟基琥珀酰亚胺和二环己基碳二亚胺溶解于二氯甲烷，室温下反应过夜，反应混合物用砂心漏斗过滤除去二环己脲，在滤液中加入牛磺酸和三乙胺，室温下反应。反应混合物用乙腈洗涤纯化后溶于二氯甲烷，加入三氟乙酸后混合物室温下反应过夜，过滤后用二氯甲烷洗涤滤饼，滤液干燥后纯化得到苄氧羰基-β-丙氨酰牛磺酸，取苄氧羰基-β-丙氨酰-牛磺酸和冰乙酸混合，加入含溴化氢的冰乙酸溶液后加热到40℃反应过夜，产物沉淀析出，过滤后得到粗品，通过离子交换柱分段收集溶液，蒸发干燥得到较纯的丙氨酰-牛磺酸。苄氧羰基是一种很常用的氨基保护基，对碱的稳定性较好，但价格相对昂贵，并且生成苄氧羰基保护氨基酸的过程比较复杂，产物需要通过离子交换柱纯化、蒸发干燥等步骤，条件高，耗时长。

活化酯法合成β-丙氨酰-牛磺酸：取苄氧羰基-β-丙氨酸苯酚酯溶于吡啶中，冷却到0℃，加入牛磺酸溶液，搅拌并加入三乙胺，混合物在室温下放置72小时，在35℃条件下真空浓缩，余物用水溶解并用盐酸酸化，用乙醚萃取除去对硝基苯酚。水相真空浓缩，余物用水溶解，溶液注入离子交换色谱柱，收集不含三乙胺的部分，减压浓缩后放入干燥器中干燥得到苄氧羰基-丙氨酰牛磺酸。在已经合成的苄氧羰基-β-丙氨酰牛磺酸中加入冰乙酸和溴化氢的冰乙酸溶液混和物室温放置2小时，35℃真空浓缩，油状物用乙醚提取，弃去乙醚层，余物在氢氧化钾干燥器中干燥，用水-丙酮重结晶得到β-丙氨酰牛磺酸。同现有技术相比，活化酯接肽的反应速率是比较慢的，随着肽链的增长，溶液中反应物浓度的降低，反应速度将更慢。

综上所述，现有的一些合成β-Ala-Tau的方法，由于采用的试剂、保护基及合成方法不同，因此具有不同的优缺点。目前用于合成丙氨酰-牛磺酸的方法是活化酯法和碳二亚胺法，这两种方法用到的一些试剂价格昂贵，难于获得，在反应过程耗费时间比较长而且操作繁琐、不利于实际生产中应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种合成β-丙氨酰-牛磺酸的工艺，该工艺中用到的混合酸酐法反应迅速、操作简单、耗费时间相对缩短，所用试剂都能容易买到而且价格也较低。从经济角度讲，用混合酸酐法合成二肽应该是目前最节约的方法。加上混合酸酐法减少脱保护的步骤，简化工艺流程。鉴于上述优点，本发明设计采用混合酸酐法，以β-丙氨酸、牛磺酸为起始原料合成β-丙氨酰牛磺酸二肽。

其技术方案如下：

一种合成β-丙氨酰-牛磺酸的工艺，包括以下步骤：

1)邻苯二甲酰基-β-丙氨酸(Pht-β-Ala)的合成

取等摩尔的邻苯二甲酸酐和β-丙氨酸，在加热磁力搅拌器上加热熔融反应，趁热倾入盛有纯水的烧杯中，得到白色固体，粉碎后用30％乙醇重结晶，得到白色晶体邻苯二甲酰-β-丙氨酸；

2)邻苯二甲酰基-β-丙氨酰-牛磺酸(Pht-β-Ala-Tau)的合成

a将氨基端保护的氨基酸在叔胺存在下于低温环境中同氯甲酸乙酯或氯甲酸异丁酯反应生成混合酸酐；

b生成的混合酸酐同另一个氨基酸组分反应生成二肽，所用的氨基酸组分的末端羧基为用酯保护的或者是以盐的形式存在的；

3)β-丙氨酰-牛磺酸(β-Ala-Tau)的合成

将步骤2)得到的产物用水合肼室温放置2天脱除N-Pht-β-Ala-Tau的保护基，得到β-Ala-Tau。

步骤1)中所述的加热熔融反应温度为160℃。

步骤2)中所述低温环境为-10℃。