O-二异丙氧磷酰基丝氨酸（或苏氨酸或酪氨酸）的合成

2OO4年第 24卷 第 6期，650～653 有 机 化 学 Chinese Journal of Organic Chemist~ Vo1．24．20[Ⅵ No．6．650～653 ·研究论文· D．二异丙氧磷酰基丝氨酸(或苏氨酸或酪氨酸)的合成 张建臣“ 曹书霞“ 陈晓岚“ 陈 黎。 赵玉芬 (“郑州大学化学系化学生物学重点实验室 郑州 450052) ( 清华大学生命有机磷化学与化学生物学教育部重点实验室 北京 100084) 摘要 介绍一种简单方便地合成 0．二异丙氧磷酰基丝氨酸(或苏氨酸或酪氨酸)的方法．其中 0一二异丙氧磷酰基一 ．丝氨 酸(或苏氨酸)可从对应的 ，v．磷酰化一 ．丝氨酸(或苏氨酸)利用磷酰基 N一()迁移的性质并在超声辅助下合成，而 ，v 二异 丙氧磷酰基 一丝氨酸(或苏氨酸)的合成由 ．丝氨酸(或苏氨酸)在次氯酸钠的水溶液中高收率地获得．0．二异丙氧磷酰 基酪氨酸的合成可通过铜盐同时保护氨基和羧基，使用二异丙基磷酰氯为磷酰化试剂磷酰化，用硫化氢脱铜保护制备． 关键词 丝氨酸，苏氨酸，酪氨酸．磷酰化，合成 A Novel Synthesis of 0-Phosphorylated Amino Acids Containing Hydroxy Side Chain Group ZHANG，Jian—Chen“ CAO，Shu—Xia“ CHEN，Xiao—Lan“ CHEN，Li“ ZHAO，Yu—Fen (。The Key laboratory o厂Chemical Biolog) ，Departmera ofChemistry，Zhengzhou Urd~ersity，Zheng~o．450052) ( The Key Laboratoryfor Bioorganic Phosphorus Chemistr)and Cherr&'al Biolo~ ofMbffstr)ofEducation， Tsingh~a University，Beijing lOtX~ ) Abstract In this 'article． O—diisopmppyloxyphosphoryl一 一serine． 一threonine and —tymsine were designed and synthesized． Among them， O—diisopmpyloxyphosphoryl—L—serine or—threonine was obtained by the migration of phosphoryl group from nitrogen to oxygen of the corresponding N--diisopmpyloxyphosphoryl--L-·serine or--threonine under ultrasonic irradiation．N—Diisopmppyloxyphosphoryl—L—serine or—threonine Was successfully prepared from diisopmpyl phosphite and serine or threonine in sodium hypochlorite aqueous media in good yield． O— Diisopmpyloxyphosphoryt-L—tymsine Was synthesized via reaction of 一tyrosine cupric complex with diisopmpyl phosphorochloridate，then unprotection by sulfide hydrogen． Keywords serine，threonine，tyaxMne，phosphorylation，synthesis 蛋白质的可逆磷酰化在调控复杂的生物化学过程中起 着十分重要的作用，且可逆磷酰化主要发生在侧链含羟基的 丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基上．而且，单个的 ，v一或 O一磷酰 化丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸具有重要 的药理 和生物 活 性l1 J．有关其合成方法也有所报道l4 ，一般地，O一磷酰化 氨基酸是经过氨基和羧基保护、磷酰化、脱保护的方法制备． 本文报道一种简单方便地合成 O一二异丙氧磷酰基一 一丝氨 酸(4a)、苏氨酸(4b)和酪氨酸(9)的方法．其中4a和4b的制 备是通过对幢的 一磷酰化一，J一丝氨酸(3a)或苏氨酸(3b)利 用磷酰基 N一0迁移的性质且在超声辅助下完成(Scheme 1)．而 3a和3b的制备是由氨基酸在水溶液中以二异丙基亚 磷酸酯(1)为磷酰化试剂，次氯酸钠为氯化试剂_7，替代先前 有致癌性的四氯化碳 』，经过实验可以高收率地获得；而 O一 二异丙氧磷酰基一 一酪氨酸(9)是通过 L一酪氨酸与铜络合，二 异丙基磷酰氯(7)为磷酰化试剂，后硫化氢脱保护制备 (Scheme 2)． 女 E-mail：zicb@zzu．edu．CFI Received September 4，2003；revised December 13，2003；accepted December 29，2003 国家自然科学基金(No．20132020)资助项目． 维普资讯 http://www.cqvip.com No．6 张建臣等：O-二异丙氧磷酰基丝氨酸(或苏氨酸或酪氨酸)的合成 651 0H L__R 人 H，N COOH 2a：R：H．Ser 2b：R=CH ．Thr H2N— CH—C00H I 1 实验部分 0H 5 (1)N aCIO i ． - PrO ／P＼＼~[ c R PrO 。。H (2)Hj0 ． ／ ＼ c00H 3b：R CH3，N-DIPP-Thr CuSO4／NaOH／H20 0 i-PrO、II P-CI ． Pr0 7 H2S CH OH 0 f—Pr()＼II ／ ‘P一 0 i．PrO／ NaO 0 f-Pr()＼ Il ：P一0 i-PrO／ Ultrasonic irradiation CH CN rON P一 0 ． PrO R 4a：R=H．O-DIPP．Ser 4b：R CH3．O-DIPP-Thr cH — cH／ ＼ N c。 H ， 2 ． ． ． H O ， 2 N C ，， - ． ． CH— cH 6 cH — cH／ ＼ N c。 H ， ~ ． u：：：：三＼CH—cH 8 9 Sdlenle 2 1．1 试剂与仪器 -丝氨酸、 一苏氨酸和 一酪氨酸为 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 纯，购于华美公 司；二异丙基亚磷酸酯 9_和二异丙基磷酰氯 ol据文献方法 制备；其它化学品为国产分析纯． 所用仪器为 XT4A显微熔点测定仪；Bruker DPX-400核 磁共振测定仪；Bruker Esquire-3000质谱仪；KQ—IOOB超声波 清洗器(江苏昆山超声波器材厂)． 1．2 Ⅳ．二异丙氧磷酰基． ．丝氨酸(3a)和苏氨酸(3b) 的合成 0．1 mol 2a或 2b室温溶于 40 mL水中，用冰盐浴冷至 0—5℃，用 25％的氢氧化钠溶液调节pH=9．0～9．5，然后一 次加入 21．6 g(0．13 mo1)的 1和0．24 g四丁基溴化铵．搅拌 下 2．0 h内滴加50 mI (12％)的次氯酸钠，滴完后再搅拌4．0 h，用乙醚提取两次，水层用盐酸调节 pH=3～4，加入 8 g氯 化钠，用乙酸乙酯(50 mLx 3)提取，合并有机相，用无水硫酸 镁干燥过夜，减压蒸除溶剂得到无色油状物 3a 24．03 g，产率 89％；3b 26．13 g，产 率 92％．3a( H2o NO6)：”P NMR (CDC|3) ：5．85； H NMR(CDC1 ，4OO MHz) ：1．28(d， J=6．16 Hz，12H)，3．86(d，J=3．84 Hz，2H)，3．90(br， 1H)，4．12(dd，J=4．28，7．21 Hz，1H)，4．51(br，1H)， NH， l CH，——CH——C00H 0Na 4．58～4．69(m，2H)，l1．94(br，1H)；”C NMR(CDC13，100 MHz) ：23．70，56．17，64．43，71．90，173．76；ESI—MS m／z： 270(M+H) ，292(M+Na) ．3b(Cl0H篮N06P)：。 P NMR (CDCI3) ：6．19； H NMR (CDCI3，400 MHz) ：1．26(d， J=6．08 Hz，l2H)，1．34(d，J=4．78 Hz，3H)，3．91～4．09 (m，1H)，4．12(dd，J=4．48，7．24Hz，1H)，4．26(br，1H)， 4．59(br，1H)，4．57～4．68(in，2H)，10．56(br，1H)；13C NMR(CDC1 ，100 MHz) ：19．13，23．65，59．65，68．56， 71．86，174．48；ESI．MS m／z：284(M+H) ，306(M+Na) ． 1．3 D．二异丙氧磷酰基． ．丝氨酸(4a)和苏氨酸(4b) 的合成 0．1 mol 3a或 3b室温溶于 100 mL乙腈中，室温超声数 小时，过滤收集沉析的固体，少量乙酸乙酯洗涤，真空干燥得 到白色固体4a 22．14 g，产率82％；4b 24．42 g，产率 86％．4a (C9H加N06P)：n1．P．106～108℃； P NMR ：一2．78； H NMR(D20，4O0 MHz) ：1．16(d，J=6．26 Hz，12H)， 3．87～3．99(nl，2H)，4．13～4．22(in，1H)，4．35(d，J= 6．36 Hz，2H)；”C NMR(D，0，100 MHz) ：22．6，60．7， 67．7，69．4，177．0；ESI—MS m／z：270(M+H) ，292(M+ Na) ．4b(C10 H篮N06P)：in．P．86～88℃；31 P NMR ： 一 3．881； H NMR(D20，40O MHz) ：1．15(d，J=6．24 Hz， 12H)，1．25(d，J=6．33 Hz，3H)，3．86～3．99(in，2H)， 。 。 卜 卜 P P 0 O u — O 维普资讯 http://www.cqvip.com 652 有 机 化 学 Vo1．24，20o4 4．18～4．26(m，1H)，4．35(d，J=6．35 Hz，1H)；”C NMR (D20，100 MHz)艿1 14．7，22．6，65．3，67．7，72．5，176．0； ESI．MS m／z：284(M+H) ，306(M+Na) ． 1．4 O．二异丙氧磷酰基． ．酪氨酸(9)的合成 1．81 g(0．1 mo1)5溶于100 mL，2 mol／L氢氧化钠溶液 中，加入20 mL含 13．8 g(0．05 mo1)的五水硫酸铜水溶液，在 20～25℃搅拌 10 min，加入 250 mL甲醇，待出现颗粒沉析， 剧烈搅拌下一次加入 22．1 g(0．11 mo1)的7，并在室温搅拌 2 h，过滤收集蓝色沉淀，依次用 150 mL水、100 mL甲醇和 100 mL乙醚洗涤，干燥后得到8 29．3 g，产率78％．上述物悬浮于 30 mL水中，搅拌下通入硫化氢气体直至蓝色消失，过滤去 除黑色的硫化铜沉淀，并用 10 mL水洗涤，合并滤液加入乙 醇至出现浑浊，在 0～3℃放置过夜，过滤，滤饼用 50 mL冷 乙醇和 50 mL乙醚洗涤，真空干燥得白色固体 9 24．8 g，产率 72％．9 (C15H24NO6P)：m．P．224—226 oC； P NMR 艿： 一 4．42： H NMR(I)'0，4OO MHz)艿：1．16(d，J=6．25 Hz， 12H)．2．98～3．10(m，2H)，3．52～3．63(m，2H)，3．85～ 3．91(m．1H)，6．68，6．95(d，J=8．3 Hz，4H)；“C NMR (I)'0，100 MHz)艿：22．6，39．8，67．7，62．5，115．6，129．3， 132．9．154．5．177．0：ESI—MS m／z：346 (M +H) ，368 (M+Na) ． 2 结果与讨论 Ⅳ一二异丙氧磷酰基丝氨酸(3a)或苏氨酸(3b)可以通过 丝氨酸(2a)或苏氨酸(2b)与二异丙氧基亚磷酸酯(1)在以次 氯酸钠为氯代试剂的水溶液中进行制备． 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1表明添加少量 的四丁基溴化铵为相转移催化剂，同时 1过量30％a~得到较 高的收率，3a和 3b分别为89％和92％． 表 1 不同条件下 1和2a(或 2b)的反应结果 Table 1 Reaction results of 1 and 2a(or 2b)under different conditions 0．二异丙氧磷酰基．￡．丝氨酸(4a)或苏氨酸(4b)合成是 利用 Ⅳ．磷酰化丝氨酸或 Ⅳ．磷酰化苏氨酸的磷酰基能发生 一0迁移的性质【II J．本文使用了两种方法来完成此反应，一 是热反应体系，表2表明在乙酸乙酯介质中，3a在 30℃时经 过 80 h得到72％的迁移产物 4a，3b经过 72 h得到76％的 4b．当反应温度升高到 6o℃时，完全转化的时间虽然缩短了 一 半左右．但目标产物的收率分别下降到 58％和62％． 表2 不同条件下 3a或 3b磷酰基 N一0迁移的反应结果 Table 2 N 0 phosphoryl migration reaction of 3a or 3b under different conditions 因此，我们尝试使用超声辐射代替热能来完成磷酰基的 N一0迁移反应，实验发现超声波辅助下不仅能缩短反应时 间，而且抑制了副反应的产生，高收率地得到了目的产物．而 且，在不同介质中的实验表明，N一0迁移反应存在着溶剂效 应，在乙酸乙酯、四氢呋喃、二嚼烷和乙腈四种溶剂中，在乙 腈中取得的效果较好．反应后产物不溶于反应介质而逐渐析 出，很容易分离精制． 对反应进程进行了 P NMR跟踪，如图 1所示，超声波辅 助下3a(艿5．85)的吸收峰随反应时间减小，而产物 4a(艿 一 2．78)的吸收峰逐渐增加． 0 图 1 乙腈中 ，v一磷酰化丝氨酸(3a)N一0迁移反应的 P NMR跟 踪堆积图 Figure 1 ‘P NMR stacking for the N— 0 phosphoryl migration of N— phosphoryl—serine(3a)in acetonitrile 对于 0一二异丙氧磷酰基一￡．酪氨酸(9)的合成，由于其 Ⅳ．磷酰化一三一酪氨酸不易形成六配位中间体[ ’Bj，在同样条 件下未能实现 一0迁移，其合成通过铜盐同时保护氨基和 羧基，使用二异丙基磷酰氯(7)为磷酰化试剂磷酰化后，用硫 化氢脱铜，生成的硫化铜析出而与水溶性的产物分离，再通 过乙醇重结晶得到． 3 结论 0．二异丙氧磷酰基．￡一丝氨酸(或苏氨酸)的合成以对应 维普资讯 http://www.cqvip.com No．6 张建臣等：O一二异丙氧磷酰基丝氨酸(或苏氨酸或酪氨酸)的合成 653 的 』、r．磷酰化．L．丝氨酸(或苏氨酸)为原料，利用磷酰基 N— O迁移的性质并在超声辅助下完成．其中 』、r．二异丙氧磷酰 基一￡．丝氨酸(或苏氨酸)的合成由 ￡一丝氨酸(或苏氨酸)在次 氯酸钠的水溶液中高收率地获得．O．二异丙氧磷酰基酪氨 酸的合成可通过铜盐同时保护氨基和羧基，使用二异丙基磷 酰氯为磷酰化试剂磷酰化，用硫化氢脱铜保护制备． 1 Biossier'J．R．；Combes，G．A．FR M3196，1965[Chem． Abstr．1965，63，16140]． 2 Koehler，F．DE 2216000，1973[Chem．Abstr．1974，80， 14561]． 3 4 5 Mouries， C．； Vangien， B．； Prat， G．； Pontagnier， H． FR 2461725，1981[Chem．Abstr．1981，95，192415]． Plapinger，R．E．；Wagner-Jauregg，T．J．Am． Chem．Soc． 1953，75，5757． Theodoropoulos，D．；Gazopoulos，J．；Souchleris，I．J．Chem． Soc．1960．5257． 6 Zhao，G．；15，Y．M．；Chen，Z．Z．；Zhao，Y．F．Chin．J． Org．Chem．2001，21(1)，8(in Chinese)． (赵刚，李艳梅，陈忠周 ，赵玉芬，有机化学，2001，21(1)， 8．) 7 Brands，K M．J．；~iedbrauk，K．；Williams，J．M．；Dolling， U．一H．；Reider，P．J．Tetrahedron Left．1998，39，9583． 8 Ji，C．J．；Xue，C．S．；ze ，J．N．；Li，L．P．；Chai，W． G．；Zhao，Y．F． k 1988，444． 9 Mccommbie，H．；Sauaders，B．C．J．Chem．Soc．1945，38o． 10 Ma，Y．Ph．D．Dissertation，Tsinghua University，Beijing，1996 (in Chinese)． (麻远，博士论文，清华大学，北京，1996．) ll Xue，C． B．； Yin． Y． W ．； Zhao，Y． F． Tetrahedron Left． 1988．29．1145． 12 Fu，H．；Ij，Z．L．；Zhao，Y．F．；Tu，G．Z．J．Am．Chem． Soc．1999．121．291． 13 Zhan，C．G．；1wata，S．Chem． Phys．Left．1995，247，40 1． (Y0308116 PAN，B．F．；IJIJ，Z．S．) 维普资讯 http://www.cqvip.com