专利名称：胺类在水体系中直接磷酰化合成n-磷酰化物的方法
技术领域：
本发明涉及含氨基的伯仲胺类或氨基酸、肽类及其酯在含水体系中直接磷酰化合成N-磷酰化物的方法，属有机化合物的制备技术领域。
氨基酸、肽类和蛋白质是最基本的生化物质，许多活性小肽是沟通细胞与器官间信息的重要化学信使。磷是生命的中心元素，它参与了生命体的能量转化，信息传递以及新陈代谢过程。磷酰化氨基酸及肽类是一类具有较高生物活性的化合物，已广泛应用于农药、医药、保健、免疫等许多领域，在医药、化妆品、保健品、食品及饲料添加剂领域将会开拓出广泛的用途。这类化合物在酶的抑制剂研究中作为酶过渡态类似物，在免疫催化抗体的研究中作为半抗原是其它物质难以取代的。某些氨基(酸)磷酸盐已应用于治疗磷钙缺乏症、神经衰弱及皮肤病，许多磷酰小肽是很有用的镇痛、降压药。
已有技术曾有过用二烃基磷酰氯进行氨基酸的N-磷酰化或O-磷酰化的报道。如EP0085488A，特开昭58-297921，但都是在非水体系中进行的。为了增大其溶解性，前者需将羧基酯化，后者需氨基、羧基同时保护。再进行N-或O-磷酰化，最后需皂化、酸化才能获得N-二烷氧基磷酰氨基酸。此法不但步骤繁杂，而且收率低，产物纯度差。皂化时容易发生严重的消旋，磷酰基上的烃氧基也易水解。此外，以往所选用的二烃基磷酰氯大多是苯基和苄基的，实验表明，它们的N-磷酰产物稳定性较差。也有在水体系中获得磷酰化氨基酸或肽的方法。如用三氯氧磷或用二烷基硫代磷酰氯(R2P(S)Cl)在水体系中直接N-磷酰化氨基酸或小肽。但前者收率低，反应剧烈，难以控制，产物复杂不易提纯。后者产物与天然磷酰氨基酸结构差异甚大，失去了研究的意义。苯基磷酰二氯(PhOP(O)Cl2在Ba(OH)2水溶液中可与甘(Gly)、丙(Ala)、苯丙(Phe)、缬(Val)、亮(Leu)等少数氨基酸反应得到磷酰胺单苯基酯的钡盐，但大多数氨基酸和肽并不适用。
本申请人曾在专利CN86102822A中涉及到二异丙基亚磷酸酯在四氯化碳和三乙胺存在下直接在水体系中N-磷酰化氨基酸的方法，但保护范围只限于甘氨酸、脯氨基酸、苯丙氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、色氨酸、丁氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸九种。此方法在合成水溶性较大或性质活泼的N-磷酰氨基酸时收率较低或产物纯品较差。
本发明的目的就是研究一种水体系将胺类直接磷酰化合成N-磷酰化物的方法，以适用于任何氨基酸和小肽及其它胺类物质，在水体系中可以高先择性地直接N-磷酸物，而且使产物的收度，纯度提高。
本发明的内容是N-磷酰化合物通过下列反应获得
(a)中R1和R2分别是碳原子数为0-18的烃基或带有羟基、芳基、卤素、糖基、烷氧基、酯基保护氨基和咪唑基中的任何一种官能基的烃基。R1和R2可以相同，也可以不同。R1和R2可以是环状、直链或支链，可以相互连接成环。R3或R4可以R1和R2相同;(b)还可以是任何天然或人工合成氨基酸或其衍生物、小肽等。总之，(b)可以是任何含伯、仲氨基的化合物。
制备上述化合物的方法是将一定量的氨基酸或氨基酸酯或胺类溶于水～醇～碱～四氯化碳混合溶液中，如乙醇～水～三乙胺(过量)中，加入含有等当量或稍过量的亚磷酸酯的四氯化碳溶液，在-10～30℃下搅拌反应0.5～20小时，最好是0.5～6小时，旋去溶剂，用无机酸酸化到PH值为1～3((如三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、甲苯)或混合溶剂，如(石油醚～叔丁醇、环己烷～丁醇、乙酸乙酯～叔丁醇等)萃取、洗涤、干燥、旋干可获得对应产物。
磷试剂的用量可为1～2.5个当量，合成碱性氨基酸或小肽时，可获得单或双磷酰化物，但用量过多将增加水解和成肽、成酯付产物，不足量可提高反应选择性。
溶剂水是为了改善氨基酸或肽的溶解性以利于其顺利N-磷酰化而加入的，对于其酯类或伯、仲氨类，可以不必加水和醇。不过含水或醇的体系反应照样顺利进行。
醇是为了增加油水互溶性而加入的，C1～C5的任何醇均可，此外四氢呋喃、二氧六环效果亦好。如不加醇，收率将显著降低。且反应不完全，付产物多。但即便不加醇亦可以方便地获得产物。对水溶性较大的氨基酸加入相转移催化剂对反应是有利的。
四氯化碳是作为反应试剂加入的，其用量不得小于1个当量，适当过量对反应无妨。
碱性试剂可以是任何无机碱如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙或有机碱如三甲胺、三乙胺、二甲苯胺、N-甲吗啉、二乙苯胺、六次甲基四胺等缚酸剂，它们的作用是维持体系碱性，中和产生的盐酸，以利于氨基的游离。用量可以为(1～20当量)加入等量碱也可以获得较高收率，强碱可能导致氨基酸或小肽的严重消旋，所以有机碱效果较佳。
反应温度在室温即可，必要时可降温或升温。低温反应对主产物的生成是有利的。反应时间根据反应物不同，可以从半小时到24小时，短时间反应将减少氨基酸或肽的消旋。氨基酸酯类时间延长并无好处。
反应后的混合物可加入10～100ml水，以使两相有效分离。N-磷酰氨基酸或肽用乙醚或乙酸乙酯或其它有机溶剂萃取产物，用水洗涤二～三次，干燥旋干即得纯品。
本发明用混合溶剂萃取时，获得了非常满意的效果。萃取剂之一可以是乙醚、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯，另一种是极性较强沸点和水溶性适中的C4～C5的任何伯仲叔醇。二者的比例可根据产物特性任意调节。叔丁醇～乙酸乙酯是更为经济和通用的混合萃取剂。并可用无水Na2SO4或MgSO4干燥。因此上述混合溶剂体系可望在极性物质萃取方面获得广泛应用。
以下是
具体实施例方式实施例1，氨基酸及小肽胺类的直接N-磷酰化通法将一定量的氨基酸(或肽)溶于水～乙醇～碱的混合体系中，三者用量参照表1，置于冰浴中搅拌下加入等当量的指定亚磷酸酯(或按表1用量)和5ml的CCl4的混合液，搅拌一定时间。然后加入20～50ml水分去有机相，用乙醚洗二遍(2X15ml)，用盐酸酸化至PH值为2，再用混合溶剂叔丁醇～乙酸乙酯(1∶1.5)萃取三次(3X40ml)，用饱和食盐水洗涤二次(2X20ml)最后用无水Na2SO4或MgSO4干燥、旋干、即得纯品，收率为70～95%。工艺条件对产率的影响参见表1。
实施例2，氨基酸酯或胺类的直接N-磷酰化将10mmol的氨基酸或小肽或胺类化合物溶于5ml水中，加入5ml三乙胺和5ml乙醇在冰浴冷却和不断搅拌下，在20分钟内滴入10mmol对应的磷酰化试剂和5ml的CCl4的混合液，继续搅拌1小时，然后加入20ml水，搅拌分去有机相，水相用乙醚或乙酸乙酯萃洗二次，用稀盐酸酸化至PH＝3，然后用叔丁醇～乙酸乙酯(1∶1.5)混合萃取剂萃取3次(3X40ml)合并，用饱和食盐水洗涤萃取液2次，用无水MgSO4干燥，旋尽溶剂即得纯品。化合物8.9反应方法类似，只是反应完全后省去萃洗和酸化二步，直接加入有机溶剂如氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯80ml，再分别用饱和食盐水，稀柠檬酸水溶液，饱和食盐水溶液洗涤二次(每次20ml)，然后用无水Na2SO4或MgSO4干燥旋干即得纯品。各种化合物的产率及相关的结构鉴定数据参见表2。
表2
＊DIPP-＝(i-PrO)2P(O)-;DBP-＝(n-BuO)2P(O)-;
DEP-＝(EtO)2P(O)-;Imidazol-C3H3N2-.
权利要求
1.一种胺类在水体系中直接磷酰化合成N-磷酰化物的方法，其特征在于该合成方法依据下列化学反应式实现
(a)和(b)中，R1和R2分别是碳原子数为0-18的烃基或带有羟基、芳基、卤素、糖基、烷氧基、酯基保护氨基和咪唑基中的任何一种官能基的烃基；R1和R2是环状、直链或支链，或相互连接成环；R3和R4分别是烃基或带有羟基、芳基、卤素、糖基、烷氧基、酯基、保护氨基、咪唑基中的任何一种官能团的烃基，或者是天然氨基酸、合成氨基酸、氨基酸衍生物和小肽中的任何一种；该合成方法由下列各步骤组成(1)制备水-醇-碱混合溶液，水与醇的比例为1∶1，碱过量；(2)将氨基酸或氨基酸酯或胺类溶于上述溶液中，并置于-10-30℃的水浴中，边搅拌边加入与氨基化合物等当量或稍过量的亚磷酸脂以及与水和醇等体积的CCl4溶液；(3)将上述混合液继续搅拌，使其反应0.5～20小时；(4)在上述反应物中加入水，旋去有机溶剂，用无机酸酸化至PH值为1～3；(5)用有机溶剂对上述产物进行萃取、洗涤、干燥、旋干。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于其中所述的R1、R2、R3和R4是同一种烃基类或氨基酸类。
3.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于其中所述的水-醇-碱溶液中，醇是选自C1-C5的任何醇、四氢呋喃或二氧六环中的任何一种;碱是选自无机碱如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙或有机碱如三甲胺、三乙胺、二甲苯胺、N-甲吗啉、二乙苯胺、六次甲基四胺中的任何一种;所述的用以酸化的无机酸是盐酸、磷酸或硫酸中的任何一种;所述的用以萃取的有机溶剂是1，2-二氯乙烷、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、环己烷、叔丁醇、二氯甲烷、异丁醇、丁醇、异戊醇、叔戊醇、二甲苯、乙醚和甲苯中的任何一种或任何二种的混合物。
4.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于其中所述的反应时间是0.5～6小时。
全文摘要
本发明涉及含氨基的伯仲胺类或氨基酸、肽类及其酯在含水体系中直接磷酰化合成N-磷酰化物的方法，属有机高分子化合物的制备技术领域。N-磷酰化合物通过(I)式反应获得(I)式(a)中的R
文档编号C07F9/22GK1093368SQ9311281
公开日1994年10月12日 申请日期1993年12月24日 优先权日1993年12月24日
发明者赵玉芬, 尹应武 申请人:清华大学