2-硫代组氨酸及类似物的合成方法

摘要

本发明涉及通过在硫醇存在的条件下，在高于或等于60℃的温度下的裂解反应，由通式(II)的化合物，或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的混合物，合成通式(I)的2-硫代组氨酸或其衍生物，或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的混合物的方法。本发明还涉及通式(II)的化合物及其合成方法。

说明书

技术领域

本发明申请涉及合成2-硫代组氨酸及相关衍生物的新方法。

背景技术

L-2-硫代组氨酸，也被称为L-2-巯基组氨酸或α-氨基-2，3-二氢-2-硫代-1H-咪唑 -4-丙酸，具有下列通式I-1：

该氨基酸通过铜蛋白(如软体动物的血蓝蛋白或蘑菇的酪氨酸酶)的酸水解 而得到。L-2-硫代组氨酸是二价金属离子(如Zn²⁺或Cu²⁺)的优良螯合剂。尤其 是它被用于美容护理，作为褪色剂或作为除臭剂，并且还作为用于药物、化妆品 或食品用途的抗氧化剂。鉴于对该化合物的兴趣，2-硫代组氨酸或其衍生物的一些 合成已在文献中有所描述。

例如，第一种合成描述了由L-组氨酸甲酯至二叔丁氧羰基(di-Boc)衍生物 的转化。然后将后者用硫代氯甲酸苯酯处理，处理之后，其产生单-和二-Boc-2-硫 代组氨酸甲酯的混合物。脱保护之后，以70％的总收率得到L-2-硫代组氨酸(J.Xu， J.C.Yadan，J.Org.Chem.60，6296-6301(1995))。

然而，这样的合成需要保护组氨酸的氨基基团，其不能够以游离形式存在。 此外，硫代氯甲酸苯酯必须由硫光气(CSCl₂)制备而得，所述硫光气是有毒的并 且难于有效地在工业规模上大量使用的试剂。

国际申请WO 95/18 108和WO 95/00 494描述了由Nα，Nα-二甲基-组氨酸甲酯 通过与硫代氯甲酸苯酯反应，然后任选地水解，来合成Nα，Nα-二甲基-2-硫代组氨 酸或其酯。

专利申请US 2009/093 642还描述了由组氨酸通过打开咪唑环，然后与硫氰酸 盐(如KSCN)反应来合成2-硫代组氨酸(根据Heath所描述的方法，H.等人，J. Chem.Soc.，1951，2215)。除了使用大体积的盐酸以外，在酸性介质中使用的KSCN 是高毒性的试剂。

Shosuke Ito于1985年也描述了由组氨酸合成2-硫代组氨酸(J.Org.Chem. 1985，50，3636-3638)。因此，组氨酸与溴反应，很可能经由溴代内酯，在与半胱 氨酸反应之后产生2-硫代组氨酸硫醚。然后在氢碘酸HI和红磷P存在的条件下的 还原水解产生预期的2-硫代组氨酸和(D，L)-丙氨酸。2-硫代组氨酸还能够由所述溴 代内酯中间体通过与Na₂S反应而直接得到。

然而，Ito方法(在工业水平上)造成纯化问题，因为为了得到所述硫醚中间 体，以及得到最终产品，两种柱色谱法是必要的，仅以12％的总收率得到最终的 2-硫代组氨酸。另外，由于其高度易燃性，红磷的使用不推荐用于工业水平的使用。 此外，在氢碘酸HI和红磷P之间的该反应过程中形成氢气，并且氢气在工业规模 上也是非常危险的(J.Organomet.Chem.529，295-299(1997))。

因此，确实需要开发在工业水平上适用的2-硫代组氨酸及其衍生物的合成新 方法，即所述方法不存在纯化困难，不使用对于人类和环境而言是危险的和有毒 的产品或溶剂，并且允许在工业规模上以优良的收率和低廉的成本获得产品。

发明内容

因此，本发明的目的是一种合成下列通式(I)的2-硫代组氨酸衍生物的方法：

或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的 混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物，其中： -R₁和R₂彼此独立地代表氢原子或(C₁-C₄)烷基基团如甲基，R₁和R₂基团中至少

一个代表氢原子，并且有利地各自代表氢原子，和

-R₃和R₄彼此独立地代表氢原子或(C₁-C₄)烷基基团如甲基，

所述方法包含下列连续的步骤：

(i)在硫醇存在的条件下，所述硫醇优选地溶解于反应溶剂中，所述反应溶剂尤其 可以是水，在高于或等于60℃的温度下，下列通式(II)的化合物：

或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的 混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物的裂解反应，

其中：

代表

-R₁、R₂、R₃和R₄如上所定义，

-R₅代表氢原子或(C₁-C₄)烷基基团或-CO-((C₁-C₄)烷基)基团，并且特别是氢原 子或-COCH₃基团，并且更特别是氢原子，和

-R₆代表氢原子或(C₁-C₄)烷基基团，并且特别是氢原子，

以产生通式(I)的化合物，和

(ii)从反应介质中分离在前述步骤(i)中得到的通式(I)的化合物。

在本发明的文中，“互变异构体”指的是通过质子转移(即通过氢原子的迁移 和双键定位的改变)得到的化合物的结构异构体。化合物的不同的互变异构体通 常是相互转化的并且以能够随着所使用的溶剂、温度或pH而变化的比例在溶液中 平衡存在。

在本发明的化合物中，2-硫代咪唑环能够以下列不同的互变异构形式存在：

在本发明中，“生理学上可接受的”指的是其通常是安全的、无毒的以及既非 生理学上亦非其他方面上不合需要的并且对于药物、化妆品或食品(人类或动物) 用途而言，其是可接受的。

化合物的“生理学上可接受的盐”指的是母体化合物的生理学上可接受的(如 上所定义的)并且具有合乎需要的(药理学的、化妆品的或食品的)活性的盐。 所述盐包含：

(1)水合物和溶剂化物，

(2)与无机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等形成的酸加成盐；或与有 机酸如乙酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、枸橼酸、乙磺酸、富马酸、葡庚糖酸、 葡萄糖酸、谷氨酸、甘醇酸、羟基萘甲酸、2-羟基乙磺酸、乳酸、马来酸、苹果酸、 扁桃酸、甲磺酸、粘康酸、2-萘磺酸、丙酸、水杨酸、琥珀酸、二苯甲酰基-L-酒 石酸、酒石酸、对甲苯磺酸、三甲基乙酸、三氟乙酸等形成的酸加成盐，或

(3)当母体化合物中存在的酸性质子或者被金属离子(例如碱金属离子、碱土 金属离子或铝离子)替代，或者与有机的或无机的碱配合时形成的盐。可接受的 有机碱包含二乙醇胺、乙醇胺、N-甲基葡萄糖胺、三乙醇胺、氨丁三醇等。可接 受的无机碱包含氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化钾、碳酸钠和氢氧化钠。

在本发明的文中，“立体异构体”指的是非对映异构体和对映异构体。因此它 们是光学异构体。彼此不互为镜像的立体异构体指的是“非对映异构体”，并且彼 此互为镜像(但是不能重叠)的立体异构体指的是“对映异构体”。

含有等量的不同手性的两种个体的对映异构形式的混合物指的是“外消旋混 合物”。

在本发明文中，“(C₁-C₄)烷基”基团指的是直链的或支链的，包含1至4个碳 原子的饱和烃链。它可以是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基 或叔丁基基团。特别地，它将是甲基基团。

在本发明文中，“硫醇”指的是在其分子结构中含有SH基团的任何试剂。更 特别地，它将是通式R-SH的化合物，其中R代表C₁-C₈的，尤其是C₂-C₆的，直 链的或支链的，由一个或多个极性取代基取代的饱和烃链。

在本发明文中，“饱和烃链”指的是有利地包含1至8个碳原子的，直链的或 支链的饱和烃链。更特别地，它可以是直链的饱和链，如甲基、乙基、丙基、丁 基、戊基或己基基团。

在本发明文中，“极性取代基”指的是亲水性基团如OH、SH、NH₂和COOH 基团。

在本发明文中，“裂解反应”指的是参与该反应的化合物在该反应过程中被裂 解成两部分以允许形成通式(I)的化合物的硫代羰基官能团。

特别地，通式(I)的化合物可以是下列通式(Ia)的化合物：

或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的 混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物，

其中R₁、R₂、R₃和R₄如上所定义。

通式(I)的化合物尤其可以是2-硫代组氨酸(尤其是D、L或D，L外消旋混合 物的形式)、α-甲基-2-硫代组氨酸和α，α-二甲基-2-硫代组氨酸，并且特别地将是2- 硫代组氨酸和尤其是L-2-硫代组氨酸。

步骤(i)：

在硫醇存在的条件下进行的该裂解反应允许得到通式(I)的化合物以及丙酮酸 (CH₃C(O)-CO₂H)或其衍生物，尤其是酯(CH₃C(O)-CO₂R₆)或通过与硫醇反应 得到的衍生物，如缩硫酮衍生物(两分子的硫醇能够与丙酮酸的羰基官能团反应)。

相反，Ito反应涉及产生2-硫代组氨酸和(D，L)-丙氨酸而并非丙酮酸的还原水 解。该结果能够通过事实被解释，所述裂解反应在HI和红磷存在的条件下进行， 所述反应原位产生氢气(J.Organomet.Chem.529，295-299(1997))。

在该裂解反应过程中得到替代(D，L)-丙氨酸(如Ito方法中得到的，J.Org.Chem. 1985，50，3636-3638)的丙酮酸或其衍生物，其在促进通式(I)的化合物的后续纯化 方面表现出优势，因为丙酮酸(或其衍生物)溶解于有机溶剂中，而(D，L)-丙氨酸 如同通式(I)的化合物一般溶解于水中。此外，由于其易爆性，该反应过程中的氢 气的产生，从工业规模上讲是非常不明智的。

此外，硫醇优选地应该溶解于反应溶剂中，所述反应溶剂尤其可以是水，这 表现出更加生态的额外优势。

更特别地，在该步骤(i)中使用的硫醇可以是通式R-SH的硫醇，其中R代表直 链的或支链的，优选直链的烷基链，所述烷基链包含1至8个，尤其是2至6个， 特别是2至4个碳原子，由一个或多个选自OH、SH、NH₂和COOH的基团取代。

当使用水作为溶剂时，亲水性基团(OH、SH、NH₂和COOH)的存在尤其能 够允许硫醇更加可溶于水。

硫醇可以选自半胱氨酸、二硫苏糖醇、2-巯基乙醇、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸 和巯基醋酸，并且优选3-巯基丙酸。

它也可以是巯基乙酸和巯基己酸。

有利地，将使用相对于化合物(II)的至少2摩尔当量的硫醇，即每使用1摩尔 的化合物(II)，则使用至少2摩尔的硫醇。特别地，能够使用相对于化合物(II)的至 少5摩尔当量的硫醇，并且尤其是5至10摩尔当量的硫醇。

将反应混合物在高于60℃的温度下加热，因为低于该温度，反应的动力学将 会非常缓慢。所述反应能够在介于60至120℃之间，尤其是介于80至100℃之间 的温度下进行，更特别地在加入硫醇之后。

所述反应尤其能够在酸性介质中进行。

步骤(ii)：

通过本领域技术人员熟知的并且在工业规模上适用的技术能够从反应介质中 分离所得到的最终产品(通式(I)的化合物)，特别是通过通式(I)的化合物的沉淀， 尤其是通过调节溶液的pH达到例如介于5.5至6.5之间，优选大约为6的pH(更 特别地，是在2-硫代组氨酸的情况下)或者通过所述溶剂的蒸发(任选部分的蒸 发)之后优选通过重结晶来纯化产品。

通式(I)的化合物是水溶性的，采用有机溶剂(如乙酸乙酯或叔丁基甲基醚) 的一次或多次预先萃取能够允许清除在所述反应过程中形成的有机副产物(如丙 酮酸或其衍生物)以及过量的硫醇。

如果必需，通过本领域技术人员熟知的技术(例如通过重结晶)能够纯化所 得到的产品。

如果其合乎需要，在该步骤(ii)之前或之后，可以制备所形成的化合物的盐， 尤其是通过加入如上所定义的生理学上可接受的酸或碱。

通式(II)的化合物能够由下列通式(III)的化合物：

或其互变异构体或立体异构体或任意比例的立体异构体的混合物，特别是其对映 异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物的酸加成盐，不包括氢碘酸(HI) 盐，

其中R₃和R₄如上所定义，

通过与溴，

然后与下列通式(IV)的半胱氨酸衍生物：

或其立体异构体或任意比例的立体异构体的混合物，特别是其对映异构体的混合 物，并且尤其是其外消旋混合物的连续反应制备而得，

其中R₅和R₆如上所定义。

在本发明文中，“通式(III)的化合物的酸加成盐”指的是通过加入酸，不包括 氢碘酸HI，而得到的通式(III)的化合物的盐。特别地，所述酸可以是盐酸或硫酸。

在该反应中，溴能够以相对于通式(III)的化合物的比例为1至1.5的摩尔当量 被使用。

优选地，在低于10℃，优选低于5℃的温度下，低温加入溴(优选非常迅速 地加入)。因此，溴的加入能够在介于-10℃至10℃之间，有利地介于-5℃至5℃之 间的温度下进行。

特别地，半胱氨酸衍生物可以是N-乙酰基半胱氨酸或半胱氨酸(尤其是以D、 L或外消旋的形式)，并且特别是半胱氨酸和尤其是L-半胱氨酸。

有利地，半胱氨酸衍生物将被过量地使用，特别是以半胱氨酸衍生物相对于 通式(III)的化合物的比例为2至7，有利地为3至5的摩尔当量，即每使用1摩尔 的通式(III)的化合物，则使用2至7摩尔，有利地是3至5摩尔的半胱氨酸衍生物。

该反应能够在溶剂(如水)中进行。

该步骤的收率能够高于或等于50％，甚至高于或等于70％。

优选地，通式(II)的化合物将无需从反应介质中分离而将直接参与下列步骤(i)。 因此，来自化合物(III)的化合物(I)的制备能够在单一的反应器中进行，不分离中间 体化合物(II)(“一锅法”反应)。

因此，根据本发明的通式(I)的化合物的制备方法能够包含下列连续的步骤：

(a1)如上所定义的通式(III)的化合物，或其互变异构体、立体异构体或任意比例的 立体异构体的混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合 物的酸加成盐，不包括氢碘酸盐，

与溴，

然后与如上所定义的通式(IV)的半胱氨酸衍生物或其立体异构体或任意比例的立 体异构体的混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物， 并且特别是与半胱氨酸和尤其是L-半胱氨酸反应，

以产生如上所定义的通式(II)的化合物，

(b1)在如上所定义的硫醇存在的条件下，所述硫醇优选溶解于反应溶剂中，所述 反应溶剂尤其可以是水，在高于或等于60℃的温度下，在前述步骤(a1)中得到的通 式(II)的化合物的裂解反应，以产生通式(I)的化合物，和

(c1)从反应介质中分离在前述步骤(b1)中得到的通式(I)的化合物。

步骤(b1)和(c1)分别对应于前述步骤(i)和(ii)。步骤(a1)，对应于如上所述的通 式(II)的化合物的制备步骤。

有利地，步骤(a1)和(b1)将在相同的溶剂(如水)中进行，优选地，在相同的 反应器中进行，即不分离中间体产物(特别是通式(II)的化合物)。

在这些条件下，反应介质将含有在步骤(a1)中优选过量使用的半胱氨酸衍生 物。因此，在从反应介质(步骤(c1))中分离通式(I)的化合物之前，有必要清除过 量的半胱氨酸衍生物以便于促进通式(I)的化合物的分离和纯化。尤其在半胱氨酸 衍生物其中R₅＝H或(C₁-C₄)烷基如半胱氨酸的情况下，例如能够加入苯甲醛，其随 后与过量的半胱氨酸衍生物形成2-苯基噻唑烷-4-羧酸衍生物(在溶剂如水中沉淀 的化合物)。通过这种方式，能够回收过量的半胱氨酸衍生物。

由通式(III)的化合物制备通式(I)的化合物的总收率能够等于或高于40％。

根据本发明的特定具体实施方案，通式(I)的化合物是通式(Ia)的化合物并且其 制备方法包含下列连续的步骤：

(a2)下列通式(IIIa)的化合物：

或其互变异构体或立体异构体或任意比例的立体异构体的混合物，特别是其对映 异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物的酸加成盐，不包括氢碘酸盐，

其中R₃和R₄如上所定义，

与溴，

然后与如上所定义的通式(IV)的半胱氨酸衍生物或其立体异构体或任意比例的立 体异构体的混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物， 并且特别是与半胱氨酸和尤其是L-半胱氨酸反应，

以产生下列通式(IIa)的化合物：

或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的 混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物，

其中R₃、R₄、R₅和R₆如上所定义，

(b2)在如上所定义的硫醇存在的条件下，所述硫醇优选溶解于反应溶剂中，所述 反应溶剂可以是水，并且特别地与半胱氨酸、二硫苏糖醇、2-巯基乙醇、2-巯基丙 酸、3-巯基丙酸或巯基醋酸，并且优选与3-巯基丙酸，在高于或等于60℃的温度 下，在前述步骤(a2)中得到的通式(IIa)的化合物的裂解反应，

以产生通式(Ia)的化合物，和

(c2)从反应介质中分离在前述步骤(b2)中得到的通式(Ia)的化合物。

步骤(a2)、(b2)和(c2)分别对应于前述步骤(a1)、(b1)和(c1)。

通式(IIa)的化合物代表通式(II)的化合物的特殊形式。同样地，通式(IIIa)的化 合物代表通式(III)的化合物的特殊形式。

本发明的另一个目的是下列通式(II)的化合物：

或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的 混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物，

其中：

代表和

-R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆如上所定义，

不包括其中代表并且R₃和R₄各自代表氢原子的 化合物。

已排除的化合物在Ito等人，J.Org.Chem.1985，50，3636-3638中有所描述。

特别地，该化合物可以是2-{2-[(2-氨基-2-羧基乙基)硫基]-1H-咪唑-4-基}-1-羧 基-N，N-二甲基乙胺(HisNMe₂-Cys)或其二盐酸盐，和2-{2-[(2-氨基-2-羧基乙基) 硫基]-1H-咪唑-4-基}-1-羧基-N-甲基乙胺(HisNHMe-Cys)或其二盐酸盐。

本发明还具有作为对象的一种制备下列通式(II)的化合物的方法：

或其生理学上可接受的盐、互变异构体、立体异构体或任意比例的立体异构体的 混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外消旋混合物，其中：

代表和

-R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆如上所定义，

所述方法通过如上所定义的通式(III)的化合物，或其互变异构体、立体异构体或任 意比例的立体异构体的混合物，特别是其对映异构体的混合物，并且尤其是其外 消旋混合物的酸加成盐，不包括氢碘酸盐，

与溴，然后与相对于通式(III)的化合物的摩尔当量为2至7，优选为3至5的如上 所定义的通式(IV)的半胱氨酸衍生物，并且特别是与半胱氨酸和尤其是L-半胱氨酸 反应。

在该反应中，溴能够以相对于通式(III)的化合物的比例为1至1.5的摩尔当量 被使用。

优选地，在低于10℃，优选低于5℃的温度下，低温加入溴(优选非常迅速 地加入)。因此，溴的加入能够在介于-10℃至10℃之间，有利地介于-5℃至5℃之 间的温度下进行。

该反应能够在溶剂(如水)中进行。

通过下列实施例将会更好地理解本发明，所述实施例仅提供用于说明性目的， 而并未限制本发明的范围。

具体实施方式

除非另有规定，所有的反应均露天进行。

1-本发明的通式(II)的化合物的制备

实施例1：2-{2-[(2-氨基-2-羧基乙基)硫基]-1H-咪唑-4-基}-1-羧基-乙胺二盐酸 盐(His-Cys，2HCl)的制备

将1.57g(7.5mmol)L-组氨酸盐酸盐一水合物溶解于15mL水中，并将溶液 冷却至0℃。在非常强烈的搅拌下，逐滴加入500μL(1.56g，9.75mmol，1.3当量) 溴(加入的时间2分10秒)。反应混合物变成黄色。溴加入完毕之后的三分钟， 加入2.81g(22.5mmol，3当量)L-半胱氨酸。混合物立即褪色。于0℃搅拌1小 时之后，将混合物过滤，并用2×0.5mL水洗涤沉淀。

将所述沉淀置于采用75g Dowex50WX2-400填充，预先采用1N盐酸HCl 处理的柱子上。在采用750mL 1N盐酸HCl，然后是500mL 2N盐酸HCl洗脱之 后，将含有所需产品的部份合并。在蒸发和采用2×20mL甲苯的2次共蒸发之后， 干燥后得到以黄色晶体形式存在的1.5g(56％)所需产品。

¹H-RMN(D₂O/DCl，400MHz)：δ(ppm)＝3.32(m，2H)；3.63(m，2H)；4.22(m， 2H)；7.39(s，1H).

UPLC-MS(ES+)：275.8(MH+)

实施例2：2-{2-[(2-氨基-2-羧基乙基)硫基]-1H-咪唑-4-基}-1-羧基-N，N-二甲基 乙胺二盐酸盐(HisNMe₂-Cys，2HCl)的制备

将4.753g(20mmol)N，N-二甲基组氨酸盐酸盐一水合物(V.N.Reinhold等人， J.Med.Chem.11，258(1968))溶解于40mL水中，并将溶液冷却至0℃。在非常强 烈的搅拌下，迅速地逐滴加入1.23mL(3.835g，24mmol，1.2当量)溴(加入的时 间1分20秒)，不超过2℃。反应混合物变成黄色，并形成淡红色固体。溴加入完 毕之后的七分钟，所有的红色固体溶解，并加入7.417g(60mmol，3当量)L-半 胱氨酸。混合物立即褪色。于0℃搅拌1小时之后，得到白色悬浮液。将混合物过 滤，并用2×2mL水洗涤沉淀。

将所述滤液置于采用100g Dowex50WX2-400填充，预先采用1N盐酸HCl 处理的柱子上。在采用800mL 1N盐酸HCl，然后是1000mL 2N盐酸HCl洗脱之 后，将含有所需产品的部份合并。在蒸发和采用2×50mL甲苯的2次共蒸发之后， 干燥后得到以淡黄色晶体形式存在的4.84g(63％)所需产品。

¹H-RMN(D₂O，400MHz)：δ(ppm)＝2.86(s，6H)；3.32(m，2H)；3.61(m，2H)； 4.21(m，1H)；4.32(m，1H)；7.37(s，1H).

UPLC-MS(ES+)：303.8(MH+)

实施例3：2-{2-[(2-氨基-2-羧基乙基)硫基]-1H-咪唑-4-基}-1-羧基-N-甲基乙胺 二盐酸盐(HisNHMe-Cys，2HCl)的制备

将1187g(5.656mmol)α-N-甲基组氨酸盐酸盐(V.N.Reinhold等人，J.Med. Chem.11，258(1968))溶解于11.3mL去矿物质水中。将溶液冷却至0℃并在非常 强烈的搅拌下逐滴加入377μL(1.175g，7.353mmol，1.3当量)溴(加入的时间1 分45秒)。反应混合物变成黄色，并且温度升至4℃。

溴加入完毕之后的三分钟，加入2.119g(16.96mmol，3当量)L-半胱氨酸。 混合物立即褪色。于0℃搅拌1小时之后，将所述混合物置于采用50g Dowex50WX2-400填充，预先采用0.5N盐酸处理的柱子上。在采用250mL 0.5N盐酸， 然后是250mL 1N盐酸和500mL 1.5N盐酸洗脱之后，将含有所需产品的部份合并。 在蒸发和真空干燥(20mbar)之后，得到以黄色晶体形式存在的1.427g(68％) 所需产品。

¹H-RMN(D₂O，400MHz)：δ(ppm)＝2.71(s，3H)；3.33(m，2H)；3.62(m，2H)； 4.08(m，1H)；4.28(m，1H)；7.40(s，1H).

UPLC-MS(ES+)：289.8(MH+)

2-本发明的通式(I)的化合物的制备(不分离通式(II)的中间体)

2-1-2-硫代组氨酸的制备

实施例4：由组氨酸制备L-2-硫代组氨酸(“一锅法”)

a)His-Cys中间体(通式(II)的化合物)的合成

将317.6g(1.5mol)L-组氨酸盐酸盐一水合物溶解于3L去矿物质水中。将 溶液转移至配有机械搅拌的双层外壁玻璃反应器中并冷却至-4℃。在非常强烈的搅 拌下，通过溴瓶(ampoule àbrome)非常迅速地加入100.2mL(311.6g，1.95mol，1.3 当量)溴，不超过4℃(加入的时间2分50秒)。反应混合物变成橙黄色，但保 持澄清和均匀。溴加入完毕之后的三分钟，加入562g(4.5mol，3当量)L-半胱氨 酸，并且内部温度升至12℃。混合物立即褪色。数分钟之后，溶液变成淡黄色。

于0℃搅拌1小时之后，通过¹H-RMN(D₂O)的样品分析表明以70％的反应收 率形成了His-Cys加合物。

停止冷却系统，并将反应混合物搅拌一小时。内部温度升至12℃。不分离所 述His-Cys加合物并且直接参与下列步骤。

b)L-2-硫代组氨酸的合成

然后将793.4mL(960g，9mol，6当量)3-巯基丙酸加入到所述混合物中，然 后在强烈的搅拌下于100℃加热18小时。

通过¹H-RMN(D₂O)的样品分析表明所述His-Cys加合物完全裂解为L-2-硫代 组氨酸。

c)L-2-硫代组氨酸的分离

在冷却至环境温度之后，采用4×3L乙酸乙酯萃取深棕色混合物。

保留水相，并置于40℃浴中强烈的氮气流之下。通过迅速地加入20％的氨水 溶液(大约580mL)，将混合物的pH调节至8.5。仍然在氮气之下，然后逐滴加 入37％的浓盐酸(大约120mL)，直至pH6.5。在加入酸的过程中形成无色沉淀， 并在搅拌下(在氮气下)将悬浮液于40℃保持1小时。

在过滤和采用3×300mL去矿物质水洗涤，然后采用600mL无水乙醇和 3×600mL正戊烷的2次洗涤之后，所得固体在真空下(20mbar)经P₂O₅干燥。得 到以白色粉末形式存在的130.1g(45％)L-2-硫代组氨酸。

所得产品的分析数据与文献(J.Xu，J.C.Yadan，J.Org.Chem.60，6296-6301 (1995))中的那些数据相同。

[α]_D：-11.0(c＝1.0；1N HCl)

¹H-RMN(D₂O/DCl，400MHz)：δ(ppm)＝3.10(m，2H)；4.20(m，1H)；6.77(s， 1H).

UPLC-MS(ES+)：188.6(MH+)

下列实施例5至8表明能够被使用的所述通式(III)的化合物的酸加成盐的可变 性以及能够被使用的所述硫醇的可变性。这些实施例仅用于说明性目的，而不作 为限制本发明的范围的任何方式。

实施例5：由L-组氨酸制备L-2-硫代组氨酸(“一锅法”)-酸加成盐的变化

除了使用5g(32.2mmol)L-组氨酸，溶解于65mL水和900μL(1.66g， 16.1mmol，1当量)98％的硫酸中以外，按照实施例2中所描述的进行。

得到以白色粉末形式存在的2.72g(45％)L-2-硫代组氨酸。¹H-RMN(D₂O/DCl) 分析与实施例1中所描述者相同。

实施例6：由L-组氨酸制备L-2-硫代组氨酸(“一锅法”)-硫醇(巯基乙酸) 的变化

将3.5g(16.52mmol)L-组氨酸盐酸盐一水合物溶解于33mL水中，并将溶 液冷却至-3℃。在非常强烈的搅拌下，迅速地逐滴加入1.1mL(3.433g，21.48mmol， 1.3当量)溴(加入的时间3分钟)。反应混合物变成黄色。溴加入完毕之后的三 分钟，加入6.19g(49.58mmol，3当量)L-半胱氨酸。混合物立即褪色。于0℃搅 拌30分钟之后，加入7.13mL(9.4g，99.17mmol)巯基乙酸，然后该溶液在搅拌 下于80℃加热40小时。

对于L-2-硫代组氨酸的分离而言，按照实施例1中所描述的进行。得到以乳 白色粉末形式存在的43％的L-2-硫代组氨酸。¹H-RMN(D₂O/DCl)分析与实施例1 中所描述者相同。

实施例7：由L-组氨酸制备L-2-硫代组氨酸(“一锅法”)-硫醇(巯基己酸) 的变化

将257mg(1.21mmol)L-组氨酸盐酸盐一水合物溶解于2.4mL水中，并将 溶液冷却至-3℃。在非常强烈的搅拌下，迅速地逐滴加入80μL(252mg，1.58mmol， 1.3当量)溴。反应混合物变成黄色。溴加入完毕之后的三分钟，加入455mg (3.64mmol，3当量)L-半胱氨酸。混合物立即褪色。于0℃搅拌1小时之后，加 入933μL(1.0g，6.07mmol)巯基己酸，然后该溶液在搅拌下于80℃加热40小时。

通过¹H-RMN(D₂O)的样品分析表明所述His-Cys加合物完全裂解为L-2-硫代 组氨酸。

实施例8：由L-组氨酸制备L-2-硫代组氨酸(“一锅法”)-硫醇(二硫苏糖醇) 的变化

将10.72g(50.62mmol)L-组氨酸盐酸盐一水合物溶解于100mL水中，并将 溶液冷却至0℃。在非常强烈的搅拌下，迅速地逐滴加入3.38mL(10.51g， 65.81mmol，1.3当量)溴(加入的时间3分20秒)，不超过1℃。反应混合物变成 黄色。溴加入完毕之后的三分钟，加入18.96g(151.8mmol，3当量)L-半胱氨酸。 混合物立即褪色。于0℃搅拌1小时之后，加入47.08g(303.7mmol，6当量)二 硫苏糖醇，然后该溶液在搅拌下于80℃加热40小时。

对于L-2-硫代组氨酸的分离而言，按照实施例1中所描述的进行。

得到以白色粉末形式存在的41％的L-2-硫代组氨酸。

¹H-RMN(D₂O/DCl)分析与实施例1中所描述者相同。

实施例9：由D-组氨酸制备D-2-硫代组氨酸(“一锅法”)

除了使用10.32g(65.84mmol)D-组氨酸，溶解于132mL水和5.5mL(6.48g， 65.84mmol)浓盐酸中以外，按照实施例2-1中所描述的进行。

得到以白色粉末形式存在的4.4g(35％)D-2-硫代组氨酸。

¹H-RMN(D₂O/DCl)分析与实施例1中所描述者相同。

[α]_D：+10.5(c＝1.0；1N HCl)

实施例10：由D，L-组氨酸制备D，L-2-硫代组氨酸(“一锅法”)

a)His-Cys加合物的合成

将10.65g(50.8mmol)D，L-组氨酸盐酸盐一水合物溶解于100mL去矿物质 水中。将溶液冷却至-3℃。在非常强烈的搅拌下，通过溴瓶非常迅速地加入3.43mL (10.66g，66mmol，1.3当量)溴，不超过1℃(加入的时间2分40秒)。反应混 合物变成橙黄色，但保持澄清和均匀。溴加入完毕之后的三分钟，加入19.03g (152.4mol，3当量)L-半胱氨酸，并且内部温度升至4℃。混合物立即褪色。数 分钟之后，溶液变成淡黄色。

于0℃搅拌1小时之后，通过¹H-RMN(D₂O)的样品分析表明以72％的反应收 率形成了His-Cys加合物。

移除冷却浴，并将反应混合物搅拌30分钟。内部温度升至10℃。

b)D，L-2-硫代组氨酸的合成

然后将27mL(32.68g，304.8mol，6当量)3-巯基丙酸加入到所述混合物中， 并在强烈的搅拌下于80℃加热30小时。

通过¹H-RMN(D₂O)的样品分析表明所述His-Cys加合物完全裂解为2-硫代组 氨酸。

c)D，L-2-硫代组氨酸的分离

于环境温度下冷却之后，采用4×100mL乙酸乙酯萃取深棕色混合物。

保留水相并置于40℃浴中强烈的氮气流之下。通过迅速地加入20％的氨水溶 液，将混合物的pH调节至6。形成无色沉淀，并在搅拌下(在氮气下)将悬浮液 于40℃保持25分钟。

在过滤和采用3×15mL去矿物质水洗涤，然后采用15mL无水乙醇和3×15mL 正戊烷的2次洗涤之后，所得固体在真空下(20mbar)经P₂O₅干燥。得到以白色 粉末形式存在的5.2g D，L-2-硫代组氨酸，包含大约10％的半胱氨酸。

通过酸-碱处理来纯化产品：将585mg(3.79mmol)二硫苏糖醇溶解于100mL 去矿物质水中，然后加入预先得到的产品(5.2g)。将悬浮液置于40℃水浴中氮气 之下，并且非常缓慢地逐滴加入10mL(11.84g)浓盐酸，直至固体完全溶解。然 后通过缓慢加入3mL(2.735g)20％的氨水溶液，将pH调节至6。缓慢形成精细 的无色沉淀，并在搅拌下将悬浮液保持1小时。

在过滤，采用3×10mL去矿物质水洗涤，然后采用10mL无水乙醇和3×10mL 正戊烷的3次洗涤之后，所得固体在真空下(20mbar)经P₂O₅干燥。得到以白色 粉末形式存在的3.82g(39％)D，L-2-硫代组氨酸。

¹H-RMN(D₂O/DCl)分析与实施例1中所描述者相同。

[α]_D：0(c＝1.0；1N HCl)

2-2-2-硫代组氨酸衍生物的制备

实施例11：由α，α-二甲基-组氨酸(“一锅法”)制备α，α-二甲基-2-硫代组氨酸 (“一锅法”)

a)HisNMe₂-Cys加合物(通式(II)的化合物)的制备

将23.76g(0.1mol)α，α-二甲基组氨酸盐酸盐一水合物(V.N.Reinhold等人，J. Med.Chem.11，258(1968))溶解于200mL水中。将溶液冷却至-3℃，并在非常强 烈的搅拌下，迅速地逐滴加入6.68mL(20.77g，130mmol，1.3当量)溴，不超过 3℃(加入的时间4分钟)。反应混合物变成黄色，并形成淡红色固体。溴加入完 毕之后的七分钟，红色固体完全溶解，并加入37.08g(0.3mol，3当量)L-半胱氨 酸。内部温度由0℃升至1℃，并且混合物立即褪色。

于0℃搅拌1小时之后，通过¹H-RMN(D₂O)的样品分析表明以63％的反应收 率形成了HisNMe₂-Cys加合物。

移除冰浴，并将反应混合物搅拌一小时。内部温度升至10℃。

b)α，α-二甲基-2-硫代组氨酸的制备

然后将87.7mL(106g，10当量)3-巯基丙酸加入到所述混合物中，并在强烈 的搅拌下于80℃加热24小时。

通过¹H-RMN(D₂O)的样品分析表明所述HisNMe₂-Cys产品完全裂解。

c)α，α-二甲基-2-硫代组氨酸的分离

于环境温度下冷却之后，采用4×400mL乙酸乙酯萃取橙色混合物。

保留水相，并采用20％的氨水溶液(大约21mL)，将pH调节至4.5-5。为了 捕获介质中存在的过量半胱氨酸，加入30.5mL(31.8g，3当量)苯甲醛(根据 M.P.Schubert，J.Biol.Chem.114，341-350(1936)或M.Seki等人，J.Org.Chem.67 (16)，5532(2002))。将混合物于环境温度下搅拌15小时，并且以淡黄色固体形式 沉淀出2-苯基噻唑烷-4-羧酸。在过滤固体和采用4×40mL水淋洗之后，采用2×200 mL乙酸乙酯萃取滤液。

保留水相，并采用20％的氨水溶液(大约2mL)，将pH调节至6。然后将混 合物蒸发至干燥，并将所得固体在水中重结晶。得到以白色粉末形式存在的7.28g (33％)所需产品。

分析数据与文献(WO 95/18108)中所描述的那些数据相同。

¹H-RMN(D₂O/DCl，400MHz)：δ(ppm)＝2.87(s，6H)；3.20(m，2H)；4.19(m， 1H)；6.78(s，1H).

UPLC-MS(ES+)：216.5(MH+)

实施例12：由α-甲基组氨酸制备α-甲基-2-硫代组氨酸(“一锅法”)

将11.93g(54.5mmol)α-甲基组氨酸盐酸盐(V.N.Reinhold等人，J.Med.Chem. 11，258(1968))溶解于109mL水中，然后将溶液冷却至0℃。在非常强烈的搅拌 下，逐滴加入3.64mL(11.33g，70.9mmol，1.3当量)溴，不超过5℃(加入的时 间2分30秒)。反应混合物变成黄色。溴加入完毕之后的三分钟，加入20.22g (163.6mmol，3当量)L-半胱氨酸，并且内部温度升至8℃。混合物立即褪色。于 0℃搅拌1小时之后，将28.84mL(34.9g，6当量)3-巯基丙酸加入到所述混合物 中，并在强烈的搅拌下于100℃加热20小时。

通过继续类似于实施例11的方案，得到以白色粉末形式存在的5.398g(48％) α-甲基-2-硫代组氨酸。

¹H-RMN(D₂O，400MHz)：δ(ppm)＝2.65(s，3H)；3.15(m，2H)；4.12(m，1H)； 6.77(s，1H).

¹³C-RMN(D₂O，400MHz)：δ(ppm)＝24.8；32.3；60.0；116,4；123.2；156.9；170.0.

UPLC-MS(ES+)：202.7(MH+)。