本發(fā)明術(shù)語氨基酸合成，具體涉及制備n-alpha-芴甲氧羰基-n-in-叔丁氧羰基-l-色氨酸的方法。

背景技術(shù)：

1、色氨酸(trp)是肽和蛋白質(zhì)中的一種獨(dú)特殘基。自1923年胰島素開發(fā)以來，已有超過100種多肽藥物獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局(fda)的批準(zhǔn)進(jìn)入市場，其中約40種用于治療癌癥、心血管疾病和代謝疾病等廣泛疾病的藥物至少含有一個trp殘基(如下所示)。嵌入多肽藥物中的trp殘基的化學(xué)修飾不僅可以調(diào)節(jié)藥物-靶標(biāo)相互作用，還提供了改善藥物穩(wěn)定性、生物利用度和藥代動力學(xué)的機(jī)會。

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3、在多肽藥物的合成過程中，n-alpha-芴甲氧羰基-n-in-叔丁氧羰基-l-色氨酸(fmoc-trp(boc)-oh，結(jié)構(gòu)式如下所示)是基于fmoc策略引入色氨酸的廣泛使用的合成子。用叔丁氧羰基(boc)保護(hù)色氨酸吲哚環(huán)，可以降低吲哚2位碳原子的活性，從而減少其與親核試劑反應(yīng)導(dǎo)致的雜質(zhì)。

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5、目前，在已經(jīng)公開的制備fmoc-trp(boc)-oh的方法，諸如cn202211006819和cn202110672717中，通常以l-色氨酸為起始原料，經(jīng)過羧酸保護(hù)(酯化反應(yīng))、氨基保護(hù)(三氟乙?；?、芐氧羰基或三苯甲基)、吲哚引入叔丁氧羰基(boc)，然后脫掉羧酸和氨基的保護(hù)基，最終在氨基上引入芴甲氧羰基(fmoc)得到目標(biāo)化合物。其反應(yīng)過程可如下所示。

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7、然而，商購的fmoc-trp(boc)-oh，經(jīng)過高壓液相色譜(hplc)檢測，通常發(fā)現(xiàn)含有雜質(zhì)fmoc-trp-oh，即吲哚環(huán)上叔丁氧羰基(boc)已脫落的雜質(zhì)(下文稱為脫boc雜質(zhì)，結(jié)構(gòu)式如下所示)。這是因為吲哚環(huán)上的叔丁氧羰基(boc)極其不穩(wěn)定，它會在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境中迅速脫掉，甚至可以在弱酸、弱堿及中性質(zhì)子性溶劑中緩慢脫落。不僅如此，此雜質(zhì)難在后處理過程中通過洗滌、結(jié)晶等單元操作難以去除。這使得在堿性條件下(如氫氧化鈉、碳酸鉀水溶液)脫三氟乙?；?，在酸性條件下(如甲酸、醋酸、丙酸)脫三苯甲基的兩種制備方法在實(shí)際應(yīng)用中變得非常困難，尤其是在生產(chǎn)過程中，隨著操作時間的延長，會促進(jìn)雜質(zhì)fmoc-trp-oh的生成，從而急劇增加產(chǎn)品質(zhì)量不合格的風(fēng)險。

8、此外，商購的fmoc-trp(boc)-oh中通常還存在氫化雜質(zhì)(結(jié)構(gòu)式如下所示)，即吲哚環(huán)上的一個雙鍵被還原生成的化合物。它是在脫芐氧羰基過程中，由于過度氫化而帶來的雜質(zhì)。由于它在高壓液相色譜(hplc)中與目標(biāo)化合物保留時間非常接近而難以被發(fā)覺。此氫化雜質(zhì)和脫boc雜質(zhì)類似，在后處理過程中通過洗滌、結(jié)晶等單元操作難以去除，因此這兩個雜質(zhì)都是該化合物的關(guān)鍵雜質(zhì)。

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10、因此，針對現(xiàn)有制備方法和產(chǎn)品質(zhì)量的問題，仍然需要對fmoc-trp(boc)-oh的制備方法進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保，可商業(yè)化合成高質(zhì)量fmoc-trp(boc)-oh的方法。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種制備n-alpha-芴甲氧羰基-n-in-叔丁氧羰基-l-色氨酸(fmoc-trp(boc)-oh)的方法fmoc-trp(boc)-oh的方法。上述方法可如下所示的反應(yīng)路徑進(jìn)行，包括以下步驟：

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4、步驟1，在第一堿的作用下，使l-色氨酸(l-trp-oh)與9-芴甲基-n-琥珀酰亞胺基碳酸酯(fmocosu)反應(yīng)，以得到fmoc-trp-oh；

5、步驟2，在對甲苯磺酸或其水合物的作用下，使fmoc-trp-oh與芐醇反應(yīng)，以得到fmoc-trp-obzl；

6、步驟3，在第二堿的作用下，使fmoc-trp-obzl與boc2o反應(yīng)，以得到fmoc-trp(boc)-obzl；

7、步驟4，在鈀炭催化下，使fmoc-trp(boc)-obzl發(fā)生氫解反應(yīng)，以得到目標(biāo)化合物fmoc-trp(boc)-oh。

8、在一些實(shí)施方式中，在步驟1中，所述第一堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀的任一種或者多種的組合。在一具體實(shí)施方式中，第一堿為碳酸鈉。

9、在一些實(shí)施方式中，在步驟1中，l-trp-oh：fmocosu：第一堿的摩爾比為1:(0.9～1):(1～3)。在一具體實(shí)施方式中，l-trp-oh：fmocosu：第一堿的摩爾比為1：0.95：1.5。

10、在一具體實(shí)施方式中，步驟1以水為溶劑，在室溫下(20℃～25℃)反應(yīng)2～3小時。

11、在一些實(shí)施方式中，在步驟1之后，采用例如鹽酸等對反應(yīng)體系進(jìn)行酸化，然后過濾，得到濕品fmoc-trp-oh。

12、在一些實(shí)施方式中，步驟2在30℃～70℃，優(yōu)選40℃～45℃的溫度下進(jìn)行。

13、在一些實(shí)施方式中，在步驟2中，fmoc-trp-oh：芐醇：對甲苯磺酸一水合物的摩爾比為1:(1.1～3):(0.02～0.2)，優(yōu)選1：1.5：0.05。

14、在一具體實(shí)施方中，步驟2以甲苯為溶劑，在負(fù)壓回流分水條件下反應(yīng)8～24小時。

15、在一些具體實(shí)施方式中，在步驟2的反應(yīng)完全后，進(jìn)行冷卻析晶，然后過濾干燥，得到fmoc-trp-obzl。

16、在一些實(shí)施方式中，所述第二堿選自對二甲氨基吡啶(dmap)、4-吡咯烷基吡啶、吡啶，優(yōu)選為對二甲氨基吡啶(dmap)。

17、在一些實(shí)施方式中，在步驟3中，fmoc-trp-obzl：boc2o：第二堿的摩爾比為1:(1.0～1.1):(0.01～0.05)，優(yōu)選1：1.05：0.02。

18、在一具體實(shí)施方式中，步驟3以四氫呋喃為溶劑，在室溫下條件下反應(yīng)2～5小時。

19、在一些實(shí)施方式中，步驟3中，待反應(yīng)完全后，反應(yīng)液無需分離直接用于下一步。

20、在一些實(shí)施方式中，在步驟4，fmoc-trp(boc)-obzl：鈀炭(5％鈀炭)的質(zhì)量比為1:(0.01～0.05)，優(yōu)選1：0.02。

21、在一些實(shí)施方式中，步驟4包括向步驟3得到的反應(yīng)液中加入催化量的鈀炭催化劑，在氫氣環(huán)境下于室溫下反應(yīng)6～30小時。

22、在一些實(shí)施方式中，在步驟4反應(yīng)完全后，通過過濾除去鈀炭，然后用水洗滌，四氫呋喃在20℃～25℃濃縮后加入正庚烷得到懸濁液，最后過濾，干燥，得到目標(biāo)化合物。

23、本發(fā)明所提供的制備方法，采用廉價易得的l-trp-oh、fmocosu、芐醇和boc2o為主要原料，并使用催化量的例如對甲苯磺酸一水合物、對二甲氨基吡啶和5％鈀炭。按照合成步驟依次合成fmoc-trp-oh、fmoc-trp-obzl和fmoc-trp(boc)-obzl，最終脫去芐酯得到目標(biāo)化合物fmoc-trp(boc)-oh。

24、從可持續(xù)性的角度來看，本發(fā)明方法的原子利用率為60.5％，而基于三氟乙?；⑵S氧羰基或三苯甲基保護(hù)基的制備方法其原子利用率分別為45.4％，46.9％和41.5％。不僅如此，本發(fā)明方法所涉及的反應(yīng)溫度在20℃～45℃之間，條件十分溫和；且只在步驟2中使用甲苯，步驟3中使用四氫呋喃，和步驟4中使用正庚烷，總體有機(jī)溶劑用量少，每步的單一溶劑易于回收利用。

25、從生產(chǎn)的角度看，本發(fā)明方法的步驟1中濕濾餅fmoc-trp-oh可以直接用于步驟2，無需干燥；步驟3中fmoc-trp(boc)-obzl反應(yīng)液可以直接用于步驟4，無需后處理。工藝操作簡單，縮短了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。

26、從產(chǎn)品質(zhì)量的角度看，此方法在步驟2中采用低溫(40℃～45℃)負(fù)壓回流分水，有效控制了吲哚2位因親電取代反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)。在步驟3中，使用極少量的催化劑dmap(0.02當(dāng)量)抑制fmoc基的降解。同時在步驟4中，不使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿體系和質(zhì)子性溶劑，常溫下濃縮四氫呋喃，常溫下固化、干燥，將脫boc雜質(zhì)控制在0.2％以下，甚至0.15％以下。此外，未發(fā)現(xiàn)因吲哚環(huán)氫化帶來的雜質(zhì)，這可能是由于α-氨基被龐大的fmoc保護(hù)后，增加了分子的空間位阻，導(dǎo)致吲哚環(huán)無法被加氫。中間體和產(chǎn)品分別在步驟2和步驟4分離純化，進(jìn)一步保證了產(chǎn)品的純度。

27、在第二方面中，本發(fā)明提供了通過上述制備方法得到的fmoc-trp(boc)-oh，其中脫boc雜質(zhì)和氫化雜質(zhì)含量之和小于0.15％。

28、在第三方面中，本發(fā)明涉及上述制備方法在合成含trp殘基的化合物(包括藥物)的路線中的用途。