[发明专利]一种N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉化学合成领域，具体而言涉及一种化合物N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的合成方法。

背景技术

L-谷氨酰胺是人体肌肉中最丰富的游离氨基酸，约占血液中游离氨基酸的60％。L-谷氨酰胺对人体具有十分重要的生理作用，它是肠细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等快速分裂细胞的能源，细胞外L-谷氨酰胺浓度可影响淋巴细胞的分化，细胞因子的产生，巨噬细胞吞噬和分泌活性以及中性粒细胞的杀菌作用。正常情况下，L-谷氨酰胺可由谷氨酸、缬氨酸、异亮氨酸在肌肉等组织大量合成，所以被视为非必需氨基酸；当人体处于应激状态，例如外伤、手术、烧伤、感染时，L-谷氨酰胺为肠上皮细胞和免疫细胞提供氮源，促进蛋白质合成，从而导致血浆中L-谷氨酰胺的浓度迅速下降，此时L-谷氨酰胺虽然为肌肉组织释放，但远远不能满足机体代谢的需求，并因体内L-谷氨酰胺不足导致小肠绒毛上皮萎缩，肠壁通透性增加，机体免疫功能低下，肌肉组织损失等，因此应该补充L-谷氨酰胺来促进正氮平衡、保留肌肉组织、增强免疫功能、保持肠粘膜完整性及调节肠道菌群，但L-谷氨酰胺单体的理化性质不稳定，尤其是加热过程中会形成有毒的焦谷氨酸，因此临床上通常会使用含Gln的二肽来补充体内的L-谷氨酰胺。

N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺(CAS：393570-23-0)，结构如下：

它是一种丙氨酸与谷氨酰胺缩合形成的二肽，常温下N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺在水中的溶解度很高(568g/L)，而且性质稳定，在不同pH值条件下加热灭菌(120℃，0.5小时)也不会产生有毒的焦谷氨酸和氨。最为重要的是N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺进入体内后会迅速被体内的二肽酶水解为L-丙氨酸和L-谷氨酰胺，可以有效地补充人体所需的L-谷氨酰胺。药代动力学表明，N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺在体内的半衰期很短，约为3.8分钟，血液中仅可检测到少量的N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺，而仅有摄入量的1～2％从尿中排除，由此说明N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺可以有效地被机体利用，避免了N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺引起的生理性及药理性损害。N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺是目前临床上广泛使用的肠外营养液。

N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的合成方法主要有以下几种：

1、D-卤代丙酸与SOCl₂反应得到卤代丙酰氯，然后在碱性条件下与L-谷氨酰胺缩合得到D-卤代丙酰-L-谷氨酰胺，然后经氨解反应得到N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺，反应路线如下：

由于D-2-溴代丙酸价格较贵，工业生产中多使用D-2-氯丙酸合成N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺。这是目前合成N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的主要方法(Organic Process Research and Development2000，4，147-152)。但是，D-2-氯丙酸的来源很受限制，国内只有几家生产D-2-氯丙酸，更为重要的是最后一步氨解反应中，要使用大量过量的氨，因而会造成非常严重的污染。

2、首先用丙氨酸与光气反应得到酸酐，再与L-谷氨酰胺缩合，脱羧得到N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺(DE3206，784)，反应路线如下：

目前德国费森尤斯·卡比公司采用此方法生产N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺。由于光气毒性很大，因此按这条路线合成N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺，要求设备、人员及管理均要达到较高水平，如果一旦操作失误，就可能造成很严重的后果。

3、以L-丙氨酸为起始原料，先将氨基用叔丁氧羰基(BOC)或苄氧羰基保护，然后将羧基转变成活性酯，再与L-谷氨酰胺缩合，脱保护得到最终产物(CN1295079，WO0039925，US5032675，CN139235，CN1683391)。

用这种思路合成N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺，操作步骤较为繁琐，同时会使用价格比较昂贵的N-羟基琥珀酰亚胺和DCC，因而国内外使用这条思路合成N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的厂家不多。此外，还有一些文献报道过N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的合成，但操作步骤繁琐，仅适用于实验室合成，工业化的应用前景不大。

发明内容

本发明的目的是提供一种N(2)-L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的合成方法，该方法原料来源稳定，成本低廉，同时操作安全，环境友好，工业化应用前景广阔。