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膦酰二肽鈉是1972年首先由日本科學(xué)家Umezawa等從鏈霉菌的培養(yǎng)液中分離得到的一種含磷的天然糖肽類化合物。目前,膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)作為常規(guī)的生物試劑,每年有大量的市場需求。但是該化合物依賴生物提取,需要大量從美國和日本進口,價格相當(dāng)昂貴。由此可見,利用化學(xué)方法大量、高效的合成高純度的該天然產(chǎn)物在實際應(yīng)用方面都有著重要的意義。從膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)發(fā)現(xiàn)至今的近三十年時間里,有關(guān)該化合物化學(xué)合成方法的報道非常有限,而且產(chǎn)率非常低。
膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)能夠在嗜熱菌蛋白酶(Thermolysin)的活性位點形成非常強的鍵合,對嗜熱菌蛋白酶有非常強的抑制作用。嗜熱菌蛋白酶及其家族金屬蛋白酶(Thermolysin-likeproteinases,TLPs)具有良好的熱穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)切割活性,廣泛的應(yīng)用于生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、細胞工程等眾多生物和醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域。膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)是從鏈霉素培養(yǎng)液中分離得到的一種含磷的天然糖肽類化合物。該化合物作為嗜熱菌蛋白酶與內(nèi)皮素轉(zhuǎn)化酶等金屬蛋白酶的抑制劑在生物醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域里有著廣泛應(yīng)用,是一種重要的生化試劑。例如,嗜熱菌蛋白酶被用來進行蛋白質(zhì)序列分析、蛋白質(zhì)純化、細胞外組織解離、肽鍵逆向合成、生物催化轉(zhuǎn)化等等。因此,作為與嗜熱菌蛋白酶配合使用的強力抑制劑,膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)在這些領(lǐng)域亦有著廣泛的應(yīng)用。
一種通過氫亞磷酸二酯中間體合成膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)的方法,包括以下步驟:
步驟1:O-芐基-O-(α-L-2,3,4-三乙?;?-L-鼠李糖-1-亞磷酰二異丙胺4的合成:將580mg(2.0mmol,1.0當(dāng)量)2,3,4-三乙酰-α-L-鼠李糖2和0.51ml(3.4mmol,1.7當(dāng)量)干燥DBU溶于10ml干燥的乙醚中,在冰浴條件下逐滴加入溶有820mg(3.0mmol,1.5當(dāng)量)芐氧基二異丙基氨基亞磷酰氯3的乙醚溶液5ml。體系逐漸有白色沉淀析出,滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。減壓濃縮反應(yīng)液,殘余物用乙腈(5ml)減壓共沸兩次。殘余物溶于乙酸乙酯(5ml),濾除不溶物。濾液濃縮得淡黃色油狀亞磷酰胺中間體4粗品,不需進一步純化,直接用于下一步反應(yīng)。
步驟2:O-芐基-O-(α-2,3,4-三乙?;?-L-鼠李糖-1-氫亞磷酸二酯5的合成:向亞磷酰胺中間體4粗品的乙腈溶液(10ml)中加入1H-四氮唑280mg(4.0mmol,2.0當(dāng)量)和水72μL(4mmol,2.0當(dāng)量)。室溫攪拌30分鐘后,減壓濃縮反應(yīng)液。殘余物溶于50ml二氯甲烷,依次用2%的稀鹽酸和水各30ml洗滌。有機相經(jīng)無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮至干得到淡黃色油狀氫亞磷酸二酯中間體5粗品625mg,不需進一步純化,直接用于下一步反應(yīng)。
步驟3:N-(O-芐基-O-(α-2,3,4-三乙酰基-L-鼠李糖-1-)磷酰)-L-亮-L-色二肽芐酯7的合成:向溶有326mg(0.8mmol,0.8當(dāng)量)L-亮-L-色二肽芐酯6的5ml乙腈溶液中加入0.21ml(158mg,1.5mmol,1.5當(dāng)量)三乙胺,0.48ml(769mg,5.0mmol,5.0當(dāng)量)四氯化碳。將444mg(1.0mmol,1.0當(dāng)量)的氫亞磷酸二酯中間體5粗品溶于5ml的乙腈中,在冰浴的條件下,逐滴加入反應(yīng)瓶中。滴加完畢,繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。減壓濃縮反應(yīng)液。殘余物溶于乙酸乙酯(5ml),濾除不溶物。濾液濃縮得淡黃色油狀膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)前體7粗品。硅膠柱層析分離(石油醚:乙酸乙酯:2:1至1:1),得無色油狀的膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)前體7純品517mg,產(chǎn)率:76%。
步驟4:N-(O-α-L-鼠李糖-1-)磷酰)-L-亮-L-色二肽二鈉鹽(膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉))1的合成:向溶有85mg(0.1mmol,1當(dāng)量)前體7的20ml無水甲醇中加入(10%底物質(zhì)量)9mg5%鈀碳后,向體系通入氫氣在常壓下進行氫化。室溫攪拌1小時后,向反應(yīng)中逐滴加入(2.0當(dāng)量,0.1M)的甲醇鈉甲醇溶液,中和至pH=7。中和完畢后,再緩慢逐滴加入(3.0當(dāng)量,0.1M)甲醇鈉甲醇溶液。室溫攪拌2小時后,用(3.0當(dāng)量,0.1M)的鹽酸甲醇溶液中和至pH=7。過濾除去鈀碳,減壓濃縮反應(yīng)液,殘留物真空干燥,得到58mg白色粉末狀粗品。經(jīng)葡聚糖凝膠LH-20層析純化(洗脫劑:甲醇),得55mg的白色粉末狀膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)1純品,產(chǎn)率:94%,熔點:176-179℃。
[1] CN201310204733.2通過氫亞磷酸二酯中間體合成膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)的方法
[2] 一種通過氫亞磷酸單酯中間體合成膦酰二肽鈉(膦酰二肽鈉)的新方法