Study on Selective Deprotection Process of Boc-Phenylalanine Tert-Butyl Ester

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2024.03.003

Abstract

Abstract:

Protected amino acid compounds are often widely used as intermediates of drug molecules and functional material intermediates. The high efficiency of Boc-protected amino acid esters provides an important prerequisite for their subsequent conversion in the entire process. Boc-tert-butyl phenylalanine was selected as the raw material, and the process of selectively removing the Boc protecting group while retaining the protecting group of tert-butyl ester to generate tert-butyl phenylalanine hydrochloride was studied. Under room temperature or low temperature conditions, the yield of about 82% can be achieved by deprotection under acidic conditions, and the reaction conditions are simple and mild, and the cost of process equipment is low, which realizes simple operation, economical benefits and environmental protection.

Key words: Tert-butyl phenylalanine, Boc, Deprotection

摘要：

被保护的氨基酸化合物作为药物分子中间体和功能材料中间体得到广泛使用。Boc保护的氨基酸酯类化合物在脱除Boc保护时的高效性，可为其在整条工艺中的后续转化提供重要的先决条件。以Boc-苯丙氨酸叔丁酯为原料，对其选择性脱除Boc保护基而保留叔丁酯保护基生成苯丙氨酸叔丁酯盐酸盐的工艺进行了研究。结果表明，在室温或低温条件下，采用酸性条件脱保护的方式，收率可达到82%左右；反应条件简单、温和，工艺设备成本低廉，此工艺具有操作简单、经济实惠和绿色环保的特点。

关键词: 苯丙氨酸叔丁酯, Boc, 脱保护

CLC Number:

TE624

Wenjun TANG, Zhenbo LÜ, Rui WANG. Study on Selective Deprotection Process of Boc-Phenylalanine Tert-Butyl Ester[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2024, 44(3): 17-22.

汤雯钧, 吕振波, 王锐. Boc-苯丙氨酸叔丁酯选择性脱保护工艺研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2024, 44(3): 17-22.

Figures/Tables 9

References 23

1	戴民，季宏妍. 缓释单体对羧基保护型聚羧酸减水剂性能的影响［J］. 新型建筑材料， 2020， 47（11）： 69-73.
	DAI M， JI H Y. Effect of slow release monomers on the properties of polycarboxylate water reducer［J］. New Building Materials， 2020， 47（11）： 69-73.
2	季宏妍. 羧基保护型聚羧酸减水剂的制备及性能研究［D］. 沈阳：沈阳建筑大学， 2020.
3	邓锋杰，罗六保，龚劭刚. 有机硅保护剂及其在有机合成中的应用［J］. 精细化工中间体， 2005， 35（2）： 11-13.
	DENG F J， LUO L B， GONG S G. Organosilyl protective agents and their application in organic syntheses［J］. Fine Chemical Intermediates， 2005， 35（2）： 11-13.
4	高旭红，李炳奇. 有机合成中的羧基保护（综述）［J］. 石河子大学学报（自然科学版）， 1999（2）： 77-82.
	GAO X H， LI B Q. The protection of carboxyl group in organic synthesis［J］. Journal of Shihezi University （Natural Science）， 1999（2）： 77-82.
5	王刚，何照林，孙琦，等. 氨基的脱保护——乙酰苯胺水解实验教学设计［J］. 化学教育（中英文）， 2020， 41（2）： 44-47.
	WANG G， HE Z L， SUN Q， et al. An instructional design ot experiment for acetanilide hydrolysis： Deprotection of arnina group［J］. Chinese Journal of Chemical Education， 2020， 41（2）： 44-47.
6	余丽丽，谭雄，张怡心，等. 冰片衍生物N-Boc基脱保护工艺研究［J］. 当代化工， 2022， 51（12）： 2843-2846.
	YU L L， TAN X， ZHANG Y X， et al. Study on the deprotection of N-Boc of borneol derivatives［J］. Contemporary Chemical Industry， 2022， 51（12）： 2843-2846.
7	张梦，狄曼，习郑柳，等. 不同溶剂体系对氨基酸的氨基Boc保护的影响［J］. 化学与生物工程， 2020， 37（8）： 33-36.
	ZHANG M， DI M， XI Z L， et al. Effect of different solvent systems on amino protection of amino acids by Boc［J］. Chemistry & Bioengineering， 2020， 37（8）： 33-36.
8	娄绍霞. N-Boc保护基脱除的绿色化学方法研究进展［J］. 化工时刊， 2012， 26（6）： 40-42.
	LOU S X. Research progress in green chemical methods for deprotection of N-Boc［J］. Chemical Industry Times， 2012， 26（6）： 40-42.
9	张敏杰，袁修华，马丽，等. 硅胶催化的选择性去除N-Boc保护基［J］. 高等学校化学学报， 2007， 28（12）： 2330-2332.
	ZHANG M J， YUAN X H， MA L， et al. Selective deprotection of N-Boc catalyzed by silica gel［J］. Chemical Journal of Chinese Universities， 2007， 28（12）： 2330-2332.
10	贾尧玲，王洋. S-［2-（叔丁氧羰基氨基）乙基］-3-苯基丙酸硫酯类化合物脱除Boc保护基的反应研究［J］. 有机化学， 2011， 31（4）： 538-543.
	JIA Y L， WANG Y. Study on the deprotection of boc group of S-2-（tert-Butoxycarbonylamino） ethyl 3-phenylpropanethioates［J］. Chinese Journal of Organic Chemistry， 2011， 31（4）： 538-543.
11	许跃龙. 碳催化醇、酚的Boc保护/脱保护与苄位C（sp-3）-H的直接胺化［D］. 天津：天津大学， 2015.
12	HÖLTZEL A， SCHMID D G， NICHOLSON G J， et al. Arylomycins A and B， new biaryl-bridged lipopeptide antibiotics produced by streptomyces sp. Tü 6075. Ⅱ. structure elucidation［J］. The Journal of Antibiotics， 2002， 55（6）： 571-577.
13	何彩霞. 基团保护及其在有机合成中的作用［J］. 北京教育学院学报（自然科学版）， 2008， 3（4）： 5-7.
	HE C X. Atomic groups protection and its effects in organic synthesis［J］. Journal of Beijing Institute of Education （Natural Science Edition）， 2008， 3（4）： 5-7.
14	赵艳，姚金水，戴罡，等. N-Boc保护基脱除的原理与方法简介［J］. 山东轻工业学院学报（自然科学版）， 2009， 23（2）： 6-7.
	ZHAO Y， YAO J S， DAI G， et al. Research on mechanisms and methods of deprotection of N-Boc［J］. Journal of Shandong Instttute of Light Industry （Natural Science Edition）， 2009， 23（2）： 6-7.
15	ZHANG W N， ZHANG M Y， WANG K， et al. Geometry transformation of ionic surfactants and adsorption behavior on water/n-decane-interface： Calculation by molecular dynamics simulation and DFT study［J］. RSC Advances， 2021， 11（45）： 28286-28294.
16	MONTARNAL D， DELBOSC N， CHAMIGNON C， et al. Highly ordered nanoporous films from supramolecular diblock copolymers with hydrogen-bonding junctions［J］. Angewandte Chemie （International ed. in English）， 2015， 54（38）： 11117-11121.
17	公佩欣，党庆毅，孙国新. L-苯丙氨酯的合成与表征［J］. 山东化工， 2013， 42（2）： 3-5.
	GONG P X， DANG Q Y， SUN G X. Synthesis and characterization of L-phenylalanine ester［J］. Shandong Chemical Industry， 2013， 42（2）： 3-5.
18	WANG G， LI C J， LI J， et al. Catalyst-free water-mediated N-Boc deprotection［J］. Tetrahedron Letters， 2009， 50（13）： 1438-1440.
19	曾逸杰，段岳，赵辉，等. Selectfluor介导的高效高选择性地脱除叔丁氧羰基方法研究［J］. 有机化学， 2018， 38（7）： 1712-1717.
	ZENG Y J， DUAN Y， ZHAO H， et al. Efficient and chemoselective deprotection of N-t-butyloxycarbonyl group mediated by selectfluor［J］. Chinese Journal of Organic Chemistry， 2018， 38（7）： 1712-1717.
20	GEORGE N， OFORI S， PARKIN S， et al. Mild deprotection of the N-tert-butyloxycarbonyl （N-Boc） group using oxalyl chloride［J］. RSC Advances， 2020， 10（40）： 24017-24026.
21	吴晓朦，刘洪雪，王锐，等. 硝酸铀酰溶液初始浓度与 pH 值对其水解反应的影响［J］. 辽宁石油化工大学学报， 2015， 35（5）： 18-21.
	WU X M， LIU H X， WANG R， et al. The effect of initial concentration and pH value of the uranyl nitrate solution on the its hydrolysis reaction［J］. Journal of Liaoning Shihua University， 2015， 35（5）： 18-21.
22	赵学忠，王彩平，李飞. 含氧乙二胺化合物单氨基保护工艺的研究［J］. 当代化工， 2023， 52（5）： 1099-1102.
	ZHAO X Z， WANG C P， LI F. Study on monoprotection technology of oxy-ethylenediamines［J］. Contemporary Chemical Industry， 2023， 52（5）： 1099-1102.
23	李振亚，刘志波，于芳. 二胺单保护方法工艺的研究［J］. 辽宁石油化工大学学报， 2020， 40（1）： 31-34.
	LI Z Y， LIU Z B， YU F. Study on the technology of diamine monoprotection［J］. Journal of Liaoning Shihua University， 2020， 40（1）： 31-34.

酸的种类	c（酸）/（mol·L^-1）	产率/%		w（剩余化合物1）/%
酸的种类	c（酸）/（mol·L^-1）	化合物2	化合物3	w（剩余化合物1）/%
盐酸	6.00	35	65	0
盐酸	5.00	55	45	0
盐酸	4.00	73	27	0
盐酸	3.00	65	0	35
盐酸	2.00	34	0	66
盐酸	1.00	10	0	90
三氟乙酸	4.13	67	33	0
醋酸	5.82	35	0	65

酸的种类	c（酸）/（mol·L^-1）	产率/%		w（剩余化合物1）/%
酸的种类	c（酸）/（mol·L^-1）	化合物2	化合物3	w（剩余化合物1）/%
盐酸	6.00	35	65	0
盐酸	5.00	55	45	0
盐酸	4.00	73	27	0
盐酸	3.00	65	0	35
盐酸	2.00	34	0	66
盐酸	1.00	10	0	90
三氟乙酸	4.13	67	33	0
醋酸	5.82	35	0	65

溶剂	产率/%
溶剂	化合物2	化合物3
1,4-二氧六环	65	35
四氢呋喃	68	32
甲醇	73	27
乙醇	70	30

溶剂	产率/%
溶剂	化合物2	化合物3
1,4-二氧六环	65	35
四氢呋喃	68	32
甲醇	73	27
乙醇	70	30

原料	产率%
原料	主产物	副产物
Boc-甘氨酸叔丁酯	76（化合物8）	24（化合物7）
Boc-丙氨酸叔丁酯	80（化合物12）	20（化合物11）
Boc-邻溴苯丙氨酸叔丁酯	75（化合物16）	25（化合物15）