专利名称：N-甲酰基-l-天冬氨酸酐的制备方法
技术领域：
本发明涉及N-甲酰基-L-天冬氨酸酐(F-Asp＝0)的制备方法，该酸酐用于制备含有末端天冬氨酸的肽类甜味剂，例如α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯(α-APM)。
通过天冬氨酸与第二氨基酸或其衍生物(如L-苯丙氨酸或其甲酯)连接的偶合反应，可以制得含有天冬氨酰基的二肽。这些偶合反应需要连接在天冬氨酸部分的氨基保护基，例如，甲酰基、乙酰基、乙酰乙酰基、苄基，取代或未取代的苄酯基，叔丁氧羰基和氢卤酸盐。由于甲酰基起着封锁剂的作用，所以将用于本发明目的的氨基保护基(在本技术领域常称之为N-保护基)称之为N-甲酰基。经甲酰化的天冬氨酸酐广泛地用作起始原料，并且有许多文献介绍了这一方法(参见本文引为参考文献的美国专利4，173，562号，3，933，781号和3，962，207号。
在溶剂中进行偶合反应，这在有关生产α-L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯(α-APM)的几个专利方法是共同的;参见美国专利3，962，207号(Uchiyama)，美国专利4，173，562号(Bachman)，欧洲专利127，411号(Yaichi等)，以上均引为本文的参考文献。
通常由天冬氨酸，大大过量的甲酸和乙酸酐组成的混合物生产N-甲酰基-L-天冬氨酸酐。必须在反应的某一阶段通过蒸馏除去过量的甲酸，并使其与乙酸分离，这势必增加最终产物的成本。本发明避免了这些额外的蒸馏和分离过程。
本发明涉及制备N-甲酰基-L-天冬氨酸酐(F-Asp＝0)的方法。在形成F-Asp＝0过程中产生的反应副产物可以用作与另一氨基酸(如L-苯丙氨酸)进行偶合反应的溶剂，由此避免了由于分离而产生的许多问题，并且降低了生产成本。
在足以形成N-甲酰基-L-天冬氨酸酐的条件下，在有效量的乙酸酐存在下，通过L-天冬氨酸与甲酸反应制得F-Asp＝0。然后，在该反应混合物中加入有效量的乙酸酐和C3-C6仲醇，借以消耗掉过量的甲酸。无须处理，所得N-甲酰基-L-天冬氨酸酐反应混合物就适用于下一步反应。
通常按本技术领域已知的反应方法，将天冬氨酸与乙酸酐和甲酸混合即可制得甲酰基-L-天冬氨酸酐(参见美国专利3，933，781号，3，962，207号和4，173，562号)。但是，本发明只采用极少量的甲酸(每摩尔天冬氨酸加1.2-1.35摩尔当量)。特别有用的是在反应混合物中加入乙酸酐和异丙醇，将过量的甲酸转化成甲酸异丙酯。
在实施本发明的过程中，任意地在催化剂(如氧化镁)存在下，使L-天冬氨酸与极少量的甲酸(按天冬氨酸计，至少为1.2摩尔当量)和乙酸酐(按天冬氨酸计，至少约为2.0摩尔当量)混合，由此形成N-甲酰基-L-天冬氨酸酐。
适宜的催化剂包括金属的氧化物、氢氧化物和盐，本文引为参考文献的美国专利4，508，912号和4，550，180号公开了这些催化剂。进行该反应的最高温度约为52℃。最好将该混合物在50℃左右至少搅拌约2.5小时。为了将所有过量的未反应的甲酸转化为甲酸-乙酸酐，即，混合酸酐，在反应约2.5小时后，补加乙酸酐(约0.2摩尔)。再反应2.5小时后，在该反应混合物中加入C3-C6仲醇(例如，异丙醇)(以所加入的甲酸总量计为至少约0.3摩尔当量)，以便将所有的甲酸-乙酸酐转化为相应的酯，即，甲酸异丙酯。以天冬氨酸计，甲酸的用量最好是1.3至1.35摩尔当量。
另外，在反应开始阶段，在反应混合物中一次性加入乙酸酐(每摩尔天冬氨酸加2.3至2.9摩尔)，然后加入仲醇，借以通过与混合酸酐反应形成相应的酯，用以消耗掉过量的甲酸。在加入仲醇的同时还可加入少量的乙酸酐。但是，最好将甲酸、大部分乙酸酐和催化剂混合2-3小时左右，然后再加入少量的乙酸酐。在搅拌下将该反应再维持2-3小时，然后在反应物中加入仲醇(异丙醇)。将该最后的反应混合物最好在50℃左右再混合2-3小时使反应完全。
然后，使产物N-甲酰基-L-天冬氨酸酐直接与另一氨基酸(如L-苯丙氨酸或L-苯丙氨酸甲酯)反应，即，进行偶合，由此省掉了所有昂贵、耗时的分离工艺。该反应副产物可起到氨基酸偶合反应共溶剂的作用。所得的二肽是制备糖精的中间体。
下列实施例旨在具体例证本发明。所列这些实施例仅作阐示之用，并表明本发明的精神和范围并非限于此中的细节及其修改案。对于本领域技术人员，即可从此中所披露内容显见其所用物料及方法。
实施例1将0.12g(0.003mole)氧化镁(催化剂)溶解在16ml(0.405mole)95%的甲酸中。在上述溶液中加入60.2ml乙酸酐，并将其在35-40℃加热10-15分钟。然后加入39.93g(0.3mole)L-天冬氨酸，并将该混合物在50±2℃搅拌2.5小时。此时，补加8.6ml乙酸酐，在50±2℃再连续反应2.5小时，然后在该反应混合物中加入9.2ml(0.120mole)异丙醇，再连续加热2小时。经高效液相色谱(HPLC)显示，此时形成了N-甲酰基-L-天冬氨酸酐。
实施例2充氮下，将氧化镁(0.121g;0.003mole)溶解在16.4ml(0.406mole)93.4%的甲酸中。搅拌下在该反应混合物中加入62.5ml(0.655mole)乙酸酐，形成白色沉淀，在随后的30分钟内，反应温度逐渐升至37-38℃。然后加入L-天冬氨酸(39.93g;0.30mole)，并将该混合物在48-50℃加热2.5小时。然后补加乙酸酐(8.8ml;0.09mole)，再加热2.5小时。在该反应混合物中加入9.2ml(0.120mole)异丙醇。在50±2℃再连续加热2.0小时。将该反应混合物冷却至室温(22-27℃)。
实施例3将氧化镁(0.4g;0.01mole)溶解在53.3ml(1.35mole)95%的甲酸和200ml(2.10mole)乙酸酐中。在15分钟后，反应温度自然升至40℃(从20-22℃)。在该反应混合物中加入L-天冬氨酸(133.1g;1.0mole)，将所得浆液在48-50℃加热2.5小时，此时补加28.9ml(0.303mole)乙酸酐。再连续加热2.5小时，然后在该反应物中混入30.7ml(0.4mole)异丙醇。将该混合物在48-50℃搅拌1.5小时，然后使之冷却至室温(25±2℃)。所得混合物无须处理即可用于下一步反应。
实施例4用5分钟时间将甲酸(95.7%;16ml;0.405mole)滴加到60.2ml(0.631mole)乙酸酐中，在此期间反应温度升至40℃。将该混合物搅拌55分钟，加入0.43g(0.003mole)乙酸镁和39.93g(0.3mole)L-天冬氨酸。将所得浆液在47-48℃加热2.5小时。加入乙酸酐(7.1ml;0.0744mole)，继续加热2.5小时，加入异丙醇(7.21g;0.120mole)，再连续加热1.5小时。
实施例5在充氮下，将甲酸(16.0ml;0.405mole)加到0.121g(0.003mole)氧化镁中，搅拌，直到所有的固体溶解为止。加入乙酸酐(60.2ml;0.631mole)，立即形成白色沉淀，在15分钟后，温度升至40℃，加入L-天冬氨酸(39.93g;0.3mole)，并将该浆液在48°-50℃加热2.5小时。补加乙酸酐(9.3ml;0.0974mole)，连续加热2.5小时，加入异丙醇(11.9ml;0.155mole)，并将该混合物加热1.5小时。
按类似的方法，采用本文所述的各种仲醇和工艺条件，制备了含N-甲酰基-L-天冬氨酸酐的最终反应混合物，该混合物无须进一步处理即可用于下一步反应。
权利要求
1.一种方法，该方法包括(a)在有效量的乙酸酐存在下，于足以形成N-甲酰基-L-天冬氨酸酐的条件下，使L-天冬氨酸与甲酸反应，然后(b)在上述步骤(a)生成的产物中加入有效量的C3-C6仲醇，借以消耗掉过量的甲酸，由此得到的N-甲酰基-L-天冬氨酸酐反应混合物无须处理即可用于下一步反应。
2.按权利要求1的方法，其中，所述仲醇是异丙醇并且在催化剂存在下进行该反应。
3.按权利要求2的方法，其中，(ⅰ)以L-天冬氨酸计，在该反应混合物中加入约1.25至1.35摩尔当量的甲酸，和(ⅱ)在两个阶段均加入乙酸酐，大部分在步骤(a)加入，小部分在步骤(b)加入。
4.按权利要求3的方法，其中，在步骤(a)加入的乙酸酐量以L-天冬氨酸计是约2.1至2.5摩尔当量。
5.按权利要求4的方法，其中，在步骤(b)加入的乙酸酐量以L-天冬氨酸计是约0.2至0.4摩尔当量。
6.按权利要求5的方法，其中，以L-天冬氨酸计，加入异丙醇的量是约0.25至0.5摩尔当量。
7.按权利要求6的方法，其中，在约52℃进行该反应。
8.按权利要求7的方法，其中，反应温度是约50℃。
9.一种方法，该方法包括以下按序列的步骤(a)在有效量的乙酸酐存在下，于足以形成N-甲酰基-L-天冬氨酸酐的条件下，使L-天冬氨酸与甲酸反应;(b)在反应混合物中加入第二部分乙酸酐;然后(c)加入有效量的C3-C6仲醇，以消耗掉过量的甲酸，其中，所得N-甲酰基-L-天冬氨酸酐反应混合物无须处理即可用于下一步反应。
10.按权利要求9的方法，其中，所述仲醇是异丙醇，并且，在催化剂存在下进行该反应。
11.按权利要求10的方法，其中(ⅰ)以L-天冬氨酸计，在反应混合物中加入约1.25至1.35摩尔当量的甲酸，(ⅱ)以L-天冬氨酸计，在步骤(a)加入约2.1至2.5摩尔当量的乙酸酐，和(ⅲ)以L-天冬氨酸计，在步骤(b)加入约0.2至0.4摩尔当量的乙酸酐。
12.按权利要求11的方法，其中，以L-天冬氨酸计，加入约0.25至0.5摩尔当量的异丙醇。
13.按权利要求12的方法，其中，在约52℃进行该反应。
14.按权利要求13的方法，其中，所述温度是约50℃。
全文摘要
采用极少量的甲酸制备N-甲酰基-L-天冬氨酸酐。在该反应混合物中加入乙酸酐和C
文档编号C07D307/60GK1058784SQ9010690
公开日1992年2月19日 申请日期1990年8月6日 优先权日1988年2月12日
发明者约翰·B·希尔, 小休·L·德赖登, 罗伯特·A·埃里克森 申请人:纽特拉斯威特公司