3,3-二氨基丙酸及其衍生物的合成

摘要

氨基酸是有机生命体中最基本的结构单元和生理活性物质，是构成生物体蛋白质的基本单位，在人体生命活动中起着至关重要的作用。氨基酸及其衍生物在生产食品，动物饲料和药物等行业具有广泛的应用。因此，氨基酸及其衍生物的合成与开发一直是一个研究热点。 3,3-二氨基丙酸衍生物，因其结构的特殊性具有多方面的应用。比如应用其β-氨基酸的结构性质可以开发出在药用方面的很多用途，首先与α-氨基酸共同参与到多肽类药物的设计中以延长作用时间，提高疗效；其次作为转运基团与原药连接参与到前药的设计当中，以改变原药的理化性质，提高疗效或降低毒性。另外，还可以应用其本身是亚甲基二胺类衍生物的结构性质与过渡金属构成金属有机化合物，开发配位催化方面的性质。所以研究它的合成方法，改进合成路线具有现实的意义。 基于3,3-二氨基丙酸衍生物在医药和有机合成中的广泛应用，本文第二章以L-天冬氨酸为原料，对β-羧基进行选择性甲酯化，经氨基的叔丁氧羰基保护，α-羧基叠氮化，得到α-酰基叠氮化合物，在加热下经Curtius重排得到侧链带有活性异氰酸酯基的β-氨基酸；然后与水和苄醇反应分别生成取代脲和N-Boc,N'-Cbz-3,3-二氨基丙酸甲酯，后者是一种具有不同保护基的特殊偕二氨基酸衍生物，这种氨基酸衍生物可以选择性的脱保护得到N-Cbz-3,3-二氨基丙酸甲酯和N-Boc-3,3-二氨基丙酸甲酯，它们是具有1个氨基游离，另一氨基带不同保护基的β-氨基酸，其均可用于肽的合成中。 本文第三章以重排得到的异氰酸酯为原料先和咪唑反应生成中间体N-取代羰基咪唑化合物，然后经过硼氢化钠的还原形成侧链带甲酰胺的β-氨基酸，调查发现，这是一种未见报道的新的合成甲酰胺的方法。甲酰胺作为有价值的一类化合物，其在医学和有机化学中具有广泛的应用。另外，甲酰基是常规的氨基保护基，特别是在肽合成中。基于此，我们以胺，异氰酸酯或羧酸为原料先合成中间体N-取代羰基咪唑化合物，然后根据此方法合成了另外22种甲酰胺衍生物，证明该方法具有普遍适用性。相比于传统方法，该方法适用于N-Boc保护的氨基酸或肽的原料。另外，我们的方法是经济的，并且不使用昂贵的催化剂或特殊试剂，该合成方法简单，温和，快速，适用性好。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 氨基酸及其衍生物研究进展

1.2.1 氨基酸在医药行业的应用

1.2.2 氨基酸的分类

1.2.3 氨基酸的保护基

1.3β-氨基酸的研究进展

1.3.1β-氨基酸在医药中应用

1.3.2β-氨基酸的合成研究

1.4 偕二胺的研究进展

1.4.1 偕二胺类化合物在医药上的应用

1.4.2 偕二胺类化合物的合成方法

1.5 选题意义及合成设计

第2章 N-Boc,N'-Cbz-3,3-二氨基丙酸及其衍生物的合成

2.1 引言

2.2 合成路线

2.3 实验仪器与试剂

2.3.1 主要实验仪器

2.3.2 主要药品试剂

2.4 实验方法

2.4.1 L-天冬氨酸β-甲酯盐酸盐的合成

2.4.2 氨基Boc保护的L-天冬氨酸β-甲酯的合成

2.4.3 氨基Boc保护的L-天冬氨酸α-酰基叠氮的合成

2.4.4 侧链带异氰酸酯基的β-氨基酸的合成

2.4.5 化合物5的合成

2.4.6 N-Boc,N'-Cbz-3,3-二氨基丙酸甲酯的合成

2.4.7 3-氨基-3-N-Boc-丙酸甲酯的合成

2.4.8 3-氨基-3-N-Cbz-丙酸甲酯的合成

2.5 本章小结

第3章 甲酰胺类3,3-二氨基丙酸的合成及该其合成方法的应用

3.1 引言

3.3 N-Boc,N'-甲酰基-3,3-二氨基丙酸的设计合成

3.4 实验仪器与试剂

3.4.1 主要实验仪器

3.4.2 主要药品试剂

3.5 实验方法

3.5.1 N-Boc,N'-甲酰基-3,3-二氨基丙酸甲酯的合成

3.5.2 其他22种甲酰胺衍生物的合成路线

3.5.3 原料的合成

3.5.4 反应条件的优化

3.5.5 结果与讨论

3.5.6 实验过程

3.6 本章小结

致谢

参考文献

硕士期间发表论文及专利

附录