[发明专利]牛磺酸及其衍生物的制备

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及牛磺酸及其衍生物的制备方法。

背景技术

氨基磺酸既是一类天然存在的氨基酸(Timothy，C.；Birdsall，N.D.Alt.Med.Rev.1998，3，128)，也是天然氨基酸的一类具有四面体结构的重要类似物(许家喜，有机化学，2003，23，1)。牛磺酸是最简单的β-氨基磺酸，是一类具有重要生物功能的有机分子(Liebowitz，S.M.；Lombardini，J.B.；Salva，P.S.Biochem.Pharmac.1988，37，1303)，也是一类重要的营养物质，广泛用作食品添加剂等。牛磺酸也是人体必不可少的氨基酸之一。可用来预防治疗感冒、发热、神经痛、扁桃体发炎、风湿性关节炎、胆囊炎、充血性心力衰竭、高血压、药物中毒和缺乏牛磺酸引起的视网膜炎、高胆固醇血脂症等。牛磺酸还有利于胎儿、婴幼儿的生长发育，特别是对神经细胞的分化、发育，增强机体免疫能力有显著作用。在牛奶和奶粉中加入适量牛磺酸，其营养价值接近母乳。β-氨基磺酸可以看作是取代的牛磺酸，也是合成磺酰肽的重要原料和单体。对氨基磺酸的生物功能研究发现某些氨基磺酸还具有抗癌和抗病毒活性(Neelakantan，L.；Hartung，W.H.J.Org.Chem.1959，24，1943)，许多氨基磺酸的生物功能研究正在开发中。具有四面体结构的氨基磺酸及其衍生物可用于模拟酯键和酰胺键水解的过渡态，特别是含有四面体结构的磺酰胺键的磺酰肽作为天然肽的硫类似物，近二十年来广泛用于酶抑制剂及诱导抗体酶的半抗原研究中，氨基磺酸衍生物的合成也因此得到了发展。

具有不同结构的氨基磺酸将表现出不同的生物功能，因此，发展结构多样性的氨基磺酸的有效合成方法非常重要。目前牛磺酸主要通过下列方法合成：通过氮杂环丙烷与二氧化硫和水反应得到(Jpn.Kokai Tokkyo Koho，JP 40-23007)；将乙醇胺制备成硫酸酯，然后用亚硫酸钠或亚硫酸氢钠等取代得到(Rumpf，P.Bull.Soc.Chim.Fr.，1965，945-6；Senoo，A.；Enomoto，T.；Nagata，T.Jpn.Kokai Tokkyo Koho JP 93-323741；许国贤；王再新；叶峰，中国发明专利说明书，CN2002113031；崔艳丽；毛建卫，中国发明专利说明书，CN200410053497.X)；通过将乙醇胺转化为噁唑烷酮，再用亚硫酸钠开环得到(Truong，P.；Nguyen，T.；Minh，P.Tap Chi Duoc Hoc，2004，44，15-19)；通过2-氯乙胺盐酸盐和亚硫酸盐反应得到(Ozawa，S.；Kuma，S.；Mita，R.Jpn.Kokai Tokkyo Koho，JP 93-244298；Yamamoto，I.；Noguchi，Y.；Iwasaki，K.；Arai，K.PCT，WO 83-JP301；Arai，K.；Iwasaki，K；Iida，H；Takahara，M；Nakamura，H.Jpn.Kokai Tokkyo Koho JP 84-66805；Hagiwara，Y.；Seki，R.；Kuwazuka，T.；Tanaka，Y.Jpn.Kokai Tokkyo Koho JP 90-272282；Ozwa，S.；Kuma，S.；Mita，R.Jpn.KokaiTokkyo Koho JP 93-244298)等方法来合成。N-保护的1-取代的牛磺酸可以通过对邻氨基硫醇乙酸酯的氧化得到(Xu，J.X.；Xu，S.Synthesis，2004，(2)，276.；Xu，J.X.；Xu，S.；Zhang，Q.H.Heteroatom Chem.，2005，16，466.)。1-取代和1，1-二取代的牛磺酸可以通过氨或胺对硫杂环丙烷的开环和氧化得到(Huang，J.X.；Wang，F.；Du，D.M.；Xu，J.X.Synthesis，2005，(13)，2122.；Huang，J.X.；Du，D.M.；Xu，J.X.Synthesis，2006，(2)，315.；许家喜，黄家兴，杜大明.中国发明专利说明书，2005，CN200510011724.7.)。2-取代的牛磺酸可以通过亚硫酸盐或亚硫酸氢盐对邻卤代醇或邻氨基醇的甲磺酸酯的取代反应来制备(Higashiura，H.；Morino，H.；Matsuura，H.；Toyomaki，Y.；Ienaga，K.J.Chem.Soc.Perkin.Trans.1 1989，1479；Gude，M.；Piarulli，U.；Potenza，D.；Salom，B.；Gennari，C.Tetrahedron Lett.1996，37，8589；Braghiroli，D.；Di Bella，M.Tetrahedron：Asymmetry 1996，7，2145；Braghiroli，D.；Avallone，R.；Di Bella，M.Tetrahedron：Asymmetry 1997，8，2209；Braghiroli，D.；Mussati，E.；Di Bella，M.；Saladini，M.Tetrahedron：Asymmetry 1996，7，831；Braghiroli，D.；Di Bella，M.Tetrahedron Lett.1996，37，7319)；也可以通过对邻氨基硫醇乙酸酯的氧化来制备(Higashiura，K.；Ienaga，K.J.Org.Chem.1992，57，764；Moree，W.J.；van der Marel，G.A.；Liskamp，R.M.J.Tetrahedron Lett.1992，33，6389；Moree，W.J.；van der Marel，G.A.；Liskamp，R.M.J.J.Org.Chem.1995，60，5157；Monnee，M.C.F.；Marijne，M.F.；Brouwer，A.J.；Liskamp，R.M.J.Tetrahedron Lett.2000，41，7991；Brouwer，A.J.；Monnee，M.C.F.；Liskamp，R.M.J.Synthesis 2000，1579；Lowik，D.W.P.M.；Liskamp，R.M.J.Eur.J.Org.Chem.2000，1219)；通过亚硫酸盐或亚硫酸氢盐对氮杂环丙烷的开环反应来制备(Xu，J.X.Tetrahedron：Asymmetry 2002，13，1129)；以及通过对烯烃的氨磺酰化和水解来制备(Cordero，F.M.；Cacciarini，M.；Machetti，F.；De Sarlo，F.Eur.J.Org.Chem.2002，1407)。