[发明专利]合成N‑马来酰亚胺基烷基酸及其琥珀酰亚胺酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成领域，更特别涉及一种合成N-马来酰亚胺基烷基酸及其琥珀酰亚胺酯的方法。

背景技术

N-马来酰亚胺基烷基酸以及其琥珀酰亚胺酯是一类含马来酰亚胺结构的蛋白质交联剂，是一类更具选择特异性的双功能交联剂。结构中包含的NHS基团(针对-NH₂)和马来酰亚胺(针对-HS)在生命科学研究中应用极为广泛。巧妙地运用交联剂可以在蛋白质相互作用研究、免疫学及癌症治疗等领域取得意想不到的收获。

目前N-马来酰亚胺基烷基酸以及其琥珀酰亚胺酯合成路线主要有以下几种：

(1)以马来酸酐为原料，其与氨基烷酸反应得到中间体A，中间体A与N-羟基琥珀酰亚胺经缩合剂DCC或DIC脱水关环得到N-马来酰亚胺基烷基酸琥珀酰亚胺酯(Manfred Augustin，Wolfgang Muller，Journal of prakt.chemie.Band.327，Heft 5，1985，S.789-798)。该方法中第二步DCC、DIC脱水过程中容易引起羰基的烯醇互变，形成同分异构体杂质。伴随着DCC、DIC缩合后形成的脲副产物，导致最终产品纯度不高，达不到生物领域的应用要求。

反应路线如下：

(2)以马来酸酐为原料，其与氨基烷酸反应得到中间体A，中间体A在乙酸酐、乙酸钠条件下加热脱水，得到N-马来酰亚胺基烷基酸。N-马来酰亚胺基烷基酸再与N-羟基琥珀酰亚胺经DCC或DIC缩合生成N-马来酰亚胺基烷基酸琥珀酰亚胺酯。该方法中第二步乙酸酐、乙酸钠脱水关环时需要在较高温度下进行，导致生成的N-马来酰亚胺基烷基酸中的双键发生聚合反应，需要通过柱层析提纯才能得到纯度合格的N-马来酰亚胺基烷基酸。有专利报道通过加入阻聚剂可以有效降低聚合物的生成量，但由于未能从根本上避免聚合物的生成，提纯依然需要通过柱层析，操作困难，不利于规模化生产。

反应路线如下：

(3)以马来酸酐为原料，其与氨基烷酸反应得到中间体A，中间体A与三乙胺在甲苯中反应，通过甲苯回流分水，关环得到N-马来酰亚胺基烷基酸。N-马来酰亚胺基烷基酸再与N-羟基琥珀酰亚胺经DCC或DIC缩合生成N-马来酰亚胺基烷基酸琥珀酰亚胺酯。由于中间体A在甲苯中溶解度很差，加热过程中形成油状物粘在瓶底，需要加入大量的甲苯才能保证反应顺利进行。收率不高且单位产出低，不利于工业化生产。

发明内容

为克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种合成N-马来酰亚胺基烷基酸及其琥珀酰亚胺酯的方法，该方法工艺简单，收率高，且产品纯度高，适合工业化生产。

本发明采用的技术方案是：

在一方面，本发明提供了一种合成N-马来酰亚胺基烷基酸的方法，包括以下步骤：

式(II)化合物与4-硝基三氟乙酸苯酯在碱存在的条件下，在有机溶剂中发生关环反应，得到式(III)的N-马来酰亚氨基烷基酸；

其中，X选自1至10的整数。

优选地，在步骤(a)中，碱选自三乙胺、二异丙基乙胺和三正丁胺中的一种或几种。本领域技术人员应理解的是，此处所提到的碱并不限于上述几种，其他能起到相当作用的碱是可容易想到的。

优选地，在步骤(a)中，有机溶剂选自二氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜和二氧六环中的一种或几种，但不局限于此。

优选地，在步骤(a)中，关环反应在-5-10℃下进行。

更优选地，在步骤(a)中，关环反应的时间为2-5小时。

进一步地，该方法还包括以下合成式(II)化合物的步骤(a’)：

马来酸酐与式(I)的氨基烷酸在有机溶剂中，在回流条件下反应得到式(II)化合物，

其中，X选自1至10的整数。

优选地，在步骤(a’)中，有机溶剂选自乙酸、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或几种，但不局限于此。

优选地，在步骤(a’)中，反应时间为1.5-4小时。

在另一方面，本发明还提供了一种合成N-马来酰亚胺基烷基酸琥珀酰亚胺酯的方法，包括以下步骤：

(a)式(II)化合物与4-硝基三氟乙酸苯酯在碱存在的条件下，在有机溶剂中发生关环反应，得到式(III)的N-马来酰亚氨基烷基酸，