N-乙酰基-D-亮氨酸是一种亲水性氨基酸,常温下呈白色结晶或结晶性粉末。它被广泛用于治疗眩晕,并且能够明显促进前庭损伤后动物的运动平衡能力的恢复。
我们可以使用异戊醛和N-甲基吡咯烷酮作为起始物料来制备N-乙酰基亮氨酸,然后通过拆分反应得到N-乙酰基-D-亮氨酸。具体的反应过程如下图所示:
图1 N-乙酰基-D-亮氨酸的合成反应式
首先,在反应釜中加入86g(0.1mol)异戊醛和5.9 g(0.1mol)乙酰胺的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液(1mol/L,100mL)。然后加入催化剂PdCl2/PPh3、助催化剂LiBr与H2SO4,并在一定温度下反应18小时。接着,通过高真空除去挥发性组分,将剩余物溶于100mL饱和NaHCO3溶液中。将混合物过滤,并用氯仿和乙酸乙酯洗涤。将水相用40%的磷酸调节至pH=2后,用乙酸乙酯萃取4次,每次100 mL。合并有机相,用无水硫酸镁干燥。最后,在真空蒸发溶剂后,得到白色粉末N-乙酰亮氨酸。
从上述实验中获得的N-乙酰亮氨酸经酶的对映选择性水解生成N-乙酰基-D-亮氨酸。具体操作如下:首先,将10.0g的N-乙酰亮氨酸溶解于25mL的0.1g/mL NaOH 水溶液中。然后加入16.5mg的CoCl2·6H2O,并用2mol/L的HCl调节溶液的pH值至7.7~7.9。接着加热到37~40℃,再加入AA酶或PKA酶,反应温度在37~40℃,反应时间24~72小时不等。使用PKA酶时,反应必须在N2气氛中进行,且溶液的pH值必须不间断地检测控制在7.8~7.9。水解反应结束后,将混合物继续在0~5℃搅拌1小时,产生的白色沉淀经过滤、真空干燥即可得到产物L-亮氨酸。
剩余的水溶液用6mol/L的HCl调节到pH值为1,然后用100mL 乙酸乙酯萃取四次,合并有机相,无水MgSO4干燥,最后在真空减压下蒸发溶剂,得到白色粉末N-乙酰基-D-亮氨酸。
[1]Li, Xun; Branum, Shawn; Russell, Ronald K.; Jiang, Weiqin; Sui, Zhihua Organic Process Research and Development, 2005 , vol. 9, # 5 p. 640 - 645