环（D-天冬氨-D-脯）二肽的合成

钟 飞，党明珠

（1.荆州理工职业学院化学工程系，湖北 荆州 434000；2. 沙市第一中学，湖北 荆州 434000）

环（D-天冬氨-D-脯）二肽的合成

钟 飞1，党明珠2

（1.荆州理工职业学院化学工程系，湖北 荆州 434000；2. 沙市第一中学，湖北 荆州 434000）

以D-天冬氨酸和D-脯氨酸为原料，先合成N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯和D-脯氨酸甲酯盐酸盐，然后经DCC缩合得直链二肽，再经Pd/C催化氢解，HCl/Et2O脱Boc保护，最后弱碱性条件下成环得环（D-天冬氨-D-脯）二肽，结构经ESI-MS ﹑IR﹑1HNMR﹑13CNMR等表征。

N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯；D-脯氨酸甲酯盐酸盐；环（D-天冬氨-D-脯）；合成

环二肽又叫2,5-二酮哌嗪的衍生物，作为环肽成员中最小的一类化合物，可由2个氨基酸通过肽键环合。目前，该化合物在人﹑脊椎动物﹑无脊椎动物﹑植物﹑细菌和真菌中均有发现。由于环二肽稳定的六元环结构，结构中有2个氢键受体和2个氢键给体，氢键是药物与受体相互作用的主要方式之一，因而在药物化学中，环二肽是一个重要的药效团[1-3]。目前发现的大多数环二肽均具有较强的生理活性[4]，所以该类化合物引起了药物学家﹑生物学家和有机化学家的极大兴趣。

本文以D-天冬氨酸和D-脯氨酸为原料，先合成N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯和D-脯氨酸甲酯盐酸盐，然后经DCC缩合得直链二肽，再经Pd/C催化氢解，HCl/Et2O脱Boc保护，最后弱碱性条件下成环得环（D-天冬氨-D-脯）二肽，其合成路线如下。

图1 Cyclo(D-Asp-D-Pro)的合成路线

1 实验部分

1.1 实验试剂与仪器

试剂：D-Asp-OH（≥99%），D-脯氨酸（AR），Pd/C （含钯量5%），DCC（≥99%），其余试剂均为市售的化学纯或分析纯产品。

仪器：1H-NMR用Brucker-300型核磁共振仪测定；质谱用Waters-4000型质谱仪测定；13C-NMR用Brucker-400型核磁共振仪测定；Nicolet MX-1型红外光谱仪测定；比旋光度用Polarimeter model 343型自动旋光仪测定；WRS-1B 数字熔点仪，温度计未经校正。

1.2 实验步骤

1.2.1 N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯的制备

按文献[6-7]的方法，以D-天冬氨酸为原料，分两步合成N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯，其合成路线如下：

图2 N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯的合成路线

1.2.2 D-脯氨酸甲酯盐酸盐的制备

在1L的三口圆底烧瓶装上干燥管和滴液漏斗，加机械搅拌装置，瓶内装入无水甲醇(500mL，12.5mol)，冰盐浴下冷却至-10℃，搅拌下缓慢滴加二氯亚砜(130mL，1.82mol)，滴加完10min后，加入D-脯氨酸（52.5g，0.45mol），室温下搅拌2d，减压浓缩，再加入无水甲醇(250mL，6.25mol)，反复浓缩2次。再加入1L无水乙醚，过滤，得到黄色膏状固体，用甲醇-无水乙醚重结晶，得黄色膏状物72.4g，收率96%。MS(ESI m/z)：102.08，130.05，259.20。

1.2.3 D-脯氨酸甲酯的制备

在100mL的圆底烧瓶中，装入D-脯氨酸甲酯盐酸盐5g(约30mmol)，加入乙酸乙酯20mL，搅拌15min，固体不溶，缓慢滴加三乙胺5mL(约35mmol)，出现白色浑浊，继续剧烈搅拌2h，有白色粉末状固体（三乙胺盐酸盐）出现为止，乙酸乙酯洗涤(5mL×3)，过滤，得无色清液。减压旋去溶剂得黄色油状物3.68g(约28.5mmol)，收率95%。MS(ESI m/z): z)114.26，129.53，151.71。

1.2.4 N-叔丁氧羰基-D-天冬氨-β-苄酯-D-脯氨酸甲酯的制备

在100mL的圆底烧瓶中分别装入N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯645mg(2mmol) ，D-脯氨酸甲酯321mg (2.4mmol)和DCC 574mg (2.8mmol)，混合均匀后，加入二氯甲烷15mL，保持室温下搅拌20min，TLC跟踪反应完成后旋干溶剂，再用15mL乙酸乙酯溶解，过滤，旋干得到黄色胶状物，然后再用乙酸乙酯(15mL)溶解，又有少量不溶物，过滤，最后分别用0.1N HCl﹑饱和NaHCO3和饱和NaCl洗涤2～3次，得到油状物0.86g，收率99%。1HNMR(CDCl3, 300MHz)：7.30(m,5H), 5.48(s, 1H), 5.10(m, 2H), 4.39(t, 1H), 3.72(s, 3H), 3.61(t, 2H), 2.81(m, 2H), 2.65(d, 2H), 1.92(d, 2H), 1.40(s, 9H)。13CNMR(CDCl3, 300MHz)：172.17, 170.61, 169.28, 155.03, 135.29, 128.23,128.21, 127.96, 127.91, 127.88, 79.71, 66.38, 58.92, 52.37, 48.80, 46.73, 37.70, 31.01, 29.10, 28.62, 28.01, 24.55。IR(KBr, cm-1)：3317.9, 3033.1, 2976.3, 2956.5, 2889.3, 1737.8, 1652.1, 1514.2, 1436.7。MS(EI m/z): 266.86, 435.10, 457.23。

1.2.5 N-叔丁氧羰基-D-天冬氨-D-脯氨酸甲酯的制备

在50mL的圆底烧瓶中装入N-叔丁氧羰基-D-天冬氨-β-苄酯-D-脯氨酸甲酯200mg(0.46mmol)，加入10 mg Pd/C, 抽掉三颈烧瓶中的空气，然后在氢气环境下反应12h，过滤，旋干溶剂，得黄褐色液体155mg，收率97.8%。MS(ESI m/z)：243.02, 266.83, 345.15, 367.12。

1.2.6 D-天冬氨-D-脯氨酸甲酯的制备

在50mL的圆底烧瓶中装入N-叔丁氧羰基-D-天冬氨-D-脯氨酸甲酯344mg(1mmol)，加入饱和HCl的乙醚液3mL，再加入乙醚3 mL，冰浴下搅拌36h，有白色固体析出，在冰浴下旋掉溶剂，得白色固体154mg，收率63.1%。MS(ESI m/z)：243.03。

1.2.7 环(D-天冬氨-D-脯)二肽的制备

在50mL的三颈烧瓶中装入D-天冬氨-D-脯氨酸甲酯210 mg(0.86mmol)，用NaHCO3调节pH值为7～8，冰浴下搅拌36h，反应完成，用醋酸调节pH值至4～5，过滤，旋干溶剂，用丙酮和甲醇做重结晶得白色固体97 mg(0.46mmol)，收率53%。mp：180.7～182.1 ℃；1HNMR(D2O, 300MHz)：2.0(m, 3H), 2.4(m, 1H), 2.8(t, 2H), 3.4(t, 1H), 3.6(t, 1H), 4.2(t, 1H), 4.5(m, 1H)。13C NMR(D2O, 300MHz)：174.12, 171.74, 166.36, 59.02, 51.70, 45.40, 34.10, 27.78, 21.70。IR(KBr, cm-1)：3447.9, 3257.9, 2990.8, 2885.8, 1719.1, 1665.0, 1443.1, 1374.2, 1248.6。MS(EI m/z): 166.86, 211.02, 268.71。

2 结果与讨论

在第六步脱Boc保护时，考虑到三氟乙酸(TFA)的毒性较大﹑成本较高，并且在工业化生产中是不可取的，所以我们选择采用价廉且沸点较低的HCl的乙醚液代替TFA脱Boc保护。

第五步和第六步反应的中间体均不用纯化，直接用于下一步反应，操作简单。

[1] 钟飞，蒋晓慧，田敏卿，等.环(L-天冬氨-L-脯)二肽的合成[J].海南师范大学学报：自然科学版，2007，20(1)：50-52．

[2] 钟飞，蒋晓慧，田敏卿，等.生物活性环二肽研究进展[J].海南师范学院学报：自然科学版，2006，19(4)：352-358.

[3] Wang D. X., Liang M. T., Tian G. J., et al. A facile pathway to synthesize diketopiperazine derivatives[J]. Tetrahedron Lett., 2002, 43(5): 865-867.

[4] Lautru S., Gondry M., Genet R., et al. The albonourisn gene cluster of S. noursei: Biosynthesis of diketopiperazine metabolites independent of nonribosomal peptide synthetases[J]. Chem Biol., 2002, 9(12): 1355-1364.

[5] 郭琼, 王剑, 姚俊华，等.一株南海珊瑚细菌L-4抗肿瘤活性次生代谢产物研究[J].中山大学：自然科学版，2013，52(3)：77-82.

[6] 钟飞，蒋晓惠，田敏卿，等. N-叔丁氧羰基-D-天冬氨酸-β-苄酯的合成[J].海南师范学院学报：自然科学版，2006， 19(3)：243-245.

[7] 钟飞，党明珠. N-叔丁氧羰基-L-天冬氨酸-β-苄酯的合成[J].化工技术与开发，2014，43(8)：21-22.

Synthesis of Cyclodipeptide Cyclo (D-Asp-D-Pro)

ZHONG Fei1, DANG Ming-zhu2
(1. Department of Chemical Engineering, Jinzhou Vocational College of Technology, Jinzhou 434000, C hina; 2. The Number One Middle School of Shashi, Jinzhou 434000, China)

The synthesis of cyclo（D-Asp-D-Pro）was reported in this paper. First, N-tertbutyloxycarbonyl-D-aspartic acid-βbenzylester and D-proline methyl ester hydrochloride were synthesized from D-aspartic acid and D-proline. Then, after DCC condensation, Pd/C catalytic hydrogenation, deprotection of tertbutyloxycarbonyl group with aether solution of hydrogen chloride and cyclization with NaHCO3solution, cyclodipeptide cyclo(D-Asp-D-Pro) was obtained. The structure was identif i ed by ESIMS, IR,1HNMR and13CNMR.

N-tertbutyloxycarbonyl-D-aspartic acid-β-benzylester; D-proline methyl ester hydrochloride; cyclo（D-Asp-D-Pro）; synthesis

O 629.72

A

1671-9905(2014)11-0025-02

钟飞（1979-），男，汉族，湖北荆州人，讲师，主要从事复合材料和多肽药物合成研究。E-mail: zhongfei306@126. com，TEL: (0)15926529937

2014-10-09