芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸的制备

背景及概述

甘氨酸（glycine）是化学结构最简单的天然氨基酸，侧链为一个单氢原子，结构简式H2N-CH2-COOH，在机体内广泛存在，参与蛋白质、核苷酸、卟啉以及胆盐等的代谢，在中枢神经系统中作为神经递质，还具有广谱抗炎、细胞保护和免疫调节等作用。芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸是环氧合酶（COX-2）抑制剂的中间体。环氧合酶抑制剂是一类广泛应用于抗炎、解热、镇痛和抗风湿等疾病的治疗药物。芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸英文名称：(2R)-2-cyclohexyl-2-(9H-fluoren-9-ylmethoxycarbonylamino)aceticacid，中文别名：N-芴甲氧羰基-D-环己基甘氨酸，CAS号：198543-96-3，分子式：C23H25NO4，分子量：379.449。芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸是常见的医药化工中间体。芴酰氯（FMOC-Cl）是一种氯甲酸酯。它用于使芴甲氧羰基(FMOC group)形成芴甲氧羰基氨基甲酸酯FMOC carbamate。是常见的氨基保护基。

制备

芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸的合成已有文献报道。本文以环己基溴为原料，在醇钠存在下，经过与丙二酸二乙酯发生烃化反应，再水解、酸化、脱羧制得环己基乙酸；后者再经溴化、氨解得到DL-环己基甘氨酸；最后在芴甲氧羰酰氯存在下发生酰化反应，得到芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸[1]。其合成反应路线如下图：

图1芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸合成反应路线图

仪器和试剂：

X-型显微熔点测定仪（温度计未经校正）；意大利MOD-1106型元素分析仪；日本岛津IR-408红外光谱分析仪；BrukerAM500核磁共振仪（TMS为内标）。所有试剂均为A.R.级或C.P.级，使用前做必要精制。

实验操作：

环己基乙酸（4）的合成

在100mL无水乙醇中加入金属钠5.75g（250mmol）制得乙醇钠，冷却至50℃左右，然后依次加入丙二酸二乙酯38.0mL（250mmol）和环己基溴30.5mL（250mmol），回流24h后尽量蒸出乙醇，然后加入80mL水，用分液漏斗分离出有机相，将其减压蒸馏，收集110℃／1.3kPa～130℃／kPa的馏份；将收集的馏份滴加到热的50％氢氧化钾溶液中，回流3h，加入少量水，蒸馏直至馏份温度为90℃；加入10mL乙醚以除去未反应的酯，将水相置于250mL烧瓶中，加入50％的硫酸，回流过夜；将反应液用乙醚萃取，有机相用无水硫酸钠干燥过夜，蒸去乙醚，继续升温至油浴温度为210℃～230℃，让其脱羧反应0.5h，减压蒸馏、收集116℃／0.65kPa～118℃／0.6色结晶413.60g，m.p.29℃～30℃，（文献［4］28℃～29℃），收率38.5％。

DL-环己基甘氨酸（5）的合成

取11.28mL（80mmol）的环己基乙酸和4.60mL（89mmol）液溴，混合加热，滴入数滴三氯化磷，80℃油浴中回流8h，然后升高油浴温度至100℃，继续回流2h；冷却至室温后有暗红色固体析出，加入80mL28％的氨水后在室温下放置3天，抽滤，滤饼用甲醇洗涤，干燥后得白色固体59.40g，总收率74.8％，m.p.298℃（分解）。

芴甲氧羰酰基D-环己基甘氨酸（1）的合成

环己基甘氨酸6.12g（40mmol）和芴甲氧羰酰氯5.85mL（60mmol）在100mL乙酸中加热回流2min，反应液减压蒸干，残余物用水重结晶得白色固体。

讨论

1.合成DL-环己基乙酸的原料乙醇应当完全去水，且在反应进程中应当接干燥装置，否则会发生副反应，导致产率降低。

2.元素分析结果表明溴化反应只溴化了α位的一个氢，未生成二溴物。

3.目标产物的IR谱与环己基甘氨酸的图谱比较，在1620cm－1处多了一个强峰，是乙酰基上的C＝O键，因为NH－的存在而位置较低，说明了乙酰化成功。

4.酰化反应时间不宜过长，2min～5min为宜，否则会发生副反应，导致产率降低。

参考文献

[1] 张海港，李晓辉．环氧合酶-2的特异性抑制剂［J］．药学进展，1998，22（2）：96-101