[发明专利]一种L－丝氨酸－15N的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用稳定同位素标记的有机化合物的制备方法，尤其涉及一种L-丝氨酸-¹⁵N的制备方法。

背景技术

氮-15(简称¹⁵N，下同)是氮元素的稳定同位素，¹⁵N标记物可以用作示踪剂，广泛应用于生物化学、医学、药物学、农业科学等领域，尤其对生命科学研究有极为重要的意义。丝氨酸-¹⁵N可以用作示踪剂来研究生物体内新陈代谢。食物中添加L-丝氨酸-¹⁵N注射可用来研究丝氨酸在动物体内的代谢途径(Shemin，D.，J.Biol.Chem.，1945，158：297；Elwyn，D.，Sprinson，D.B.，J.Biol.Chem.，1949，178：475)，研究人体内L-丝氨酸代谢关系以及蛋白质的合成速率(Monica，C.，David，H.，Rapid Commun.Mass.Spectrum.，1995，9(8)：655-659；Stein，T.P.，Settle，R.G.，Albina，J.A.，Denpsey，D.T.，Melnick，G.，J.Natr.1986，116(9)：1651～1659)，L-丝氨酸-¹⁵N可以用来制备其它的¹⁵N标记氨基酸(Hsiao，H-Y.，Wei，T.，Campbell，K.，Biothechnology and Bioengineering，1986，28：857～867)。通过基因手段可以将L-丝氨酸-¹⁵N用于蛋白质的选择性标记(Waugh，David.S.，J.Biomol.NMR.，1996，8(2)：184～192；Takashi，Y.，Takanori，K.，Naoshi，D.，Jonathan，A.，J.Biomol.NMR.，1998，11(3)：295～306)。L-丝氨酸-¹⁵N的应用越来越广泛，市场前景良好。

但此类产品产量小，对纯度和丰度要求高。采用生物的方法可以合成L-丝氨酸-¹⁵N，具有操作简单和产品光学纯度较高等特点，但¹⁵N丰度容易稀释。现有技术有以甘氨酸-¹⁵N为底物，使用羟甲基转移酶合成L-丝氨酸-¹⁵N(J.P.G.Malthouse.，T.B.Fitzpatrick，J.J.Mline，et al，Journal of Peptide Science，1997，3：361～366)；或以L-丙氨酸-¹⁵N为底物，通过脱氢酶制备L-丝氨酸-¹⁵N(Kelly，Nicholas.M.，O’Neill，Bridget.C.，Probert，John.，Reid，Gordon.，Stephen，Rosamund.，Tetrahedron Lett，1994，35(35)：6533～6566)。但由于上述技术中所采用的两种酶或是无商品的酶试剂可买，或是价格高不适宜用于生产，不是合适的方法。使用化学的方法，具有¹⁵N丰度高和设备要求简单等特点，但是产品是外销旋体的DL-丝氨酸-¹⁵N，需要拆分，才能得到L-丝氨酸-¹⁵N。如以马尿酸乙酯-¹⁵N为原料合成DL-丝氨酸-¹⁵N(Stetten，D.，J.Biol.Chem.，1942，144：501)，拆分后，可以获得L-丝氨酸-¹⁵N。但该方法反应步骤多，合成时间长，收率不高。如使用氨基酰化酶进行拆分，DL-丝氨酸-¹⁵N还需要转化为N-乙酰-DL-丝氨酸-¹⁵N；而N-乙酰-DL-丝氨酸-¹⁵N的合成未见报道，通常由DL-丝氨酸合成N-乙酰-DL-丝氨酸的收率不高(约为为31％，S.Akabori，T.T.Otani，R.Marshall，et al，Biochem.Biophys.，1959，83：1)。因此，需要探索收率较高的N-乙酰-DL-丝氨酸-¹⁵N路线。采用氨基酰化酶拆分的方法，可以获得满意的光学纯度，但未见用于N-乙酰-DL-丝氨酸-¹⁵N的拆分。