高甜度二肽甜味劑的合成與特性

胡 南，邱 云，郭大三，穆小青，譚奇坤，胡 晶，晏日安*

（暨南大學(xué)理工學(xué)院，廣東 廣州 510632）

組成生命體蛋白質(zhì)的20 種常見氨基酸及其衍生物，除疏水D型氨基酸具有較低的甜度，其他的氨基酸則不具有甜度[1-2]。20世紀(jì)初，科學(xué)家從植物中分離出的7 種高甜度的蛋白質(zhì)分別為索馬甜、莫利甜、馬檳榔甜蛋白、潘塔亭、布那珍甜蛋白、仙茅甜蛋白、奇異果素，甜度可以達(dá)到蔗糖的500～10 000 倍[3]。目前研究表明，天然甜味劑的產(chǎn)業(yè)化程度還遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代食品工業(yè)的要求，其甜度以及口感也有提高和改善的必要。而二肽類甜味劑較易合成，具有甜度高、口感好、不產(chǎn)生熱量、不產(chǎn)生齲齒、且對環(huán)境要求低等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用[4-5]。

圖1 4 種二肽甜味劑Fig. 1 Four types of dipeptide sweetener

1965年James Schlatter發(fā)現(xiàn)了阿斯巴甜，化學(xué)名為N-L-α-天冬氨酰-L-苯丙氨酸-1-甲酯，是第1代二肽甜味劑，甜度約為蔗糖的200 倍[6]。但是由于阿斯巴甜中含有苯丙氨酸對苯丙酮尿癥患者存在潛在的風(fēng)險。由于這些弊端促進高甜度二肽甜味劑的研究和開發(fā)，從而尋找更適合人體生理需求的高甜度二肽甜味劑[7]。1979年美國輝瑞公司研制出阿力甜，化學(xué)名為L-天門冬酰-N-(2,2,4,4-四甲基-3-硫雜環(huán)丁基)-D-丙氨酰胺，是第2代二肽類甜味劑，甜度約為蔗糖的2 000 倍[8]。阿力甜的穩(wěn)定性和口感更好，熱量更低，使用范圍更廣（相較于阿斯巴甜含有苯丙氨酸，阿力甜則可以適用于苯丙酮尿患者），然而化合物中含有硫元素而稍帶有硫臭味。1991年Claude等研制出紐甜，化學(xué)名為N-[N-(3,3-二甲基丁基)-L-α-天冬氨酰]-1-苯丙氨酸-1-甲酯，屬于第3代二肽甜味劑，甜度約為蔗糖的8 000 倍[9-10]。在代謝過程中，由于催化天冬氨酸和苯丙氨酸之間肽鍵的酶被3,3-二甲基丁基部分阻斷，因而大大減少苯丙氨酸的產(chǎn)生[11]，其穩(wěn)定性也增加。2008年日本味之素公司研發(fā)出愛德萬甜，化學(xué)名為N-{N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-α-天冬氨酰}-L-苯丙氨酸-1-甲酯，被稱為第4代二肽甜味劑，甜度約為蔗糖20 000 倍[12]。愛德萬甜分子中的酚羥基，使其水溶性好，但也導(dǎo)致其吸水性較強，不適于長期儲存。從二肽甜味劑的結(jié)構(gòu)分析（圖1），這類強力甜味劑主要以天冬氨酸和苯丙氨酸進行二肽母體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，進而用丙基衍生基團進行結(jié)構(gòu)修飾，從而改善這類化合物的適用條件，增強甜度。

二肽的合成過程通常分為3 個步驟：氨基酸基團的選擇性保護、肽鍵的形成、保護基的脫除。根據(jù)氨基酸上基團的不同反應(yīng)活性，選擇不同的化學(xué)方法保護其中不參與縮合反應(yīng)的氨基、羧基以及其他活性基團（如巰基）。酰胺類、酯類以及形成唑啉等是最普遍的羧基保護方法；烷氧羰基類（Cbz芐氧羰基、叔丁氧羰基、9-芴基甲氧基羰基等）、?；悾▽妆交酋；⑷阴；龋?、烷基類（對甲氧基芐基、芐基等）是常見用來保護氨基的方法[13]。二肽化合物的形成，主要是指2 個氨基酸通過脫水縮合的方式，合成分子間具有一個肽鍵的化合物。氨基酸脫水縮合的主要方式有：偶聯(lián)試劑法（碳二亞胺法型[14]、磷正離子型、脲正離子型等）、固相多肽合成法等。N,N’-二環(huán)己基碳二亞胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺、1-羥基苯并三唑水合物（1-hydroxybenzotriazole，HOBt）、O-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸酯、O-苯并三氮唑-N,N,N’,N’-四甲基脲四氟硼酸酯屬于二肽縮合中是最常用的縮合試劑。1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽（1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride，EDCI）可以使反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物易溶于水，從而容易除去；而HOBt則可以防止二肽的消旋，反應(yīng)條件溫和，操作簡便，并能夠保證二肽的構(gòu)型不會發(fā)生改變[15-16]。脫除保護基團，主要根據(jù)不同的基團的化學(xué)性質(zhì)，從而選擇不同的試劑（如三氟乙酸）或者催化氫化等方法脫除保護基，并且反應(yīng)條件必須溫和，避免產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物。二肽化合物的修飾，主要手段是通過取代二肽氨基上的氨進行，即合成胺。合成胺一般醛、酮和胺類化合物通過親核加成生成中間化合物席夫堿，進一步將碳氮雙鍵還原形成胺是先通過形成烯胺（即席夫堿），進一步使用還原劑進行合成。常用的方法：還原胺化（常用還原劑：氰基硼氫化鈉[17]、三乙?；饸浠c、硼氫化鈉等）、催化氫化（常溫常壓、高溫高壓等）、生物催化。還原胺化反應(yīng)操作嚴(yán)苛且后處理復(fù)雜，容易消去醛酮的雙鍵，且席夫堿生成過程中會產(chǎn)生水使得還原胺化過程變得難于操作且變得危險。催化氫化，主要是通過氫氣分子和鈀、鉑、鎳、鈀碳、鉑碳等進行加成反應(yīng)，消去不飽和碳氮雙鍵等，反應(yīng)一般需要在高溫高壓的條件下進行，實驗操作要求高且會導(dǎo)致更多的能耗損失[18]。生物催化具有反應(yīng)條件溫和、選擇性高等優(yōu)點，但需要尋找特定的微生物進行酶催化，如Dipeolu等[19]采用梭狀芽孢桿菌將苯甲酰胺還原為芐胺。

圖2 二肽的合成策略Fig. 2 Synthetic strategy for dipeptide

為開發(fā)甜度更高和更適合人體生理需求的二肽類甜味劑，同時豐富二肽甜味劑的結(jié)構(gòu)類型。本實驗設(shè)計一條新的合成路線，采用叔丁基保護半胱氨酸的巰基以及甲基保護半胱氨酸的羧基（化合物9），使用叔丁氧羰基和叔丁基分別保護天冬氨酸的氨基和羧基，即化合物10。合成的S-叔丁基-L-半胱氨酸甲酯（化合物9）與N-叔丁氧羰基-L-天冬氨酸-4-叔丁酯二環(huán)己胺鹽（化合物10）通過EDCI-HOBt偶聯(lián)試劑縮合，進行二肽母體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建（圖2）。原因是EDCI可以使反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物易溶于水，易于除去；而HOBt則可以防止多肽的消旋，且二者參與縮合反應(yīng)的條件溫和，操作簡潔，后處理方便，并能夠保證二肽的構(gòu)型不會發(fā)生改變。叔丁基、甲氧基、叔丁氧羰基，這些保護基團不僅有利于形成特定構(gòu)型的目標(biāo)二肽化合物；而且可以在酸性條件下較容易脫保護并產(chǎn)生低沸點雜質(zhì)，反應(yīng)完成后只需要進行減壓蒸餾就可以使產(chǎn)物達(dá)到較高純度。由于所合成的目標(biāo)二肽化合物（化合物11）中含有叔丁基等對強酸敏感基團，三氟乙酸易于除去硫原子上的叔丁基，因此采用氯化氫-二氧六環(huán)溶液進行二肽的脫保護，形成所需要的目標(biāo)二肽化合物（化合物12）。異香蘭素（化合物5）經(jīng)Wittig反應(yīng)、催化氫化、二異丁基氫化鋁（diisobutylaluminium hydride，DIBAL-H）還原合成二肽化合物的修飾物3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙醛（化合物7），通過此修飾物和二肽反應(yīng)合成目標(biāo)二肽甜味劑中間體席夫堿，進一步通過常溫常壓催化氫化合成目標(biāo)產(chǎn)物40 000 倍的二肽甜味劑N-{N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基}-L-α-天冬氨?；鵠-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯[20]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

異香蘭素、甲氧甲酰基亞甲基三苯基膦、無水甲醇、無水二氯甲烷、DIBAL-H（1.0 mol/L四氫呋喃溶液）、S-叔丁基-L-半胱氨酸鹽酸鹽、5%鈀碳、EDCI、HOBt、氯化氫-二氧六環(huán)溶液（4.0 mol/L的二氧六環(huán)溶液）、乙酸、茴香醛（均為分析純） 薩恩化學(xué)技術(shù)（上海）有限公司；N-叔丁氧羰基-L-天冬氨酸-4-叔丁酯二環(huán)己胺鹽（分析純） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；甲醇、石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷（均為分析純） 廣州市光華科技股份有限公司；氘代氯仿、氘代甲醇 美國CIL公司；酒石酸鉀鈉、無水硫酸鈉、氯化鈉、檸檬酸、碳酸氫鈉（均為分析純） 天津市福晨化學(xué)試劑廠；硅膠 青島海洋化工有限公司。

茴香醛顯色劑：向350 mL的乙醇中依次加入15 mL冰乙酸、3.5 mL茴香醛（對甲氧基苯甲醛），然后向該混合液中緩慢滴加50 mL濃硫酸。

1.2 儀器與設(shè)備

EQUI-NO×55型紅外光譜儀、AVANCE III型核磁共振波譜儀（300、600 MHz） 瑞士布魯克公司；N-1300型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 東京理化器械株式會社；MS-H-Pro磁力攪拌器 美國賽洛捷克公司；X Series 2電子轟擊電離質(zhì)譜儀 美國Thermo公司；PSL-1820低溫反應(yīng)儀 東京理化器械株式會社。

1.3 方法

1.3.1 合成路線

圖3 N-{N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-α-天冬氨酰}-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯的合成路線Fig. 3 Synthesis route of N-{N-[3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)propyl]-L-α-aspartyl}-S-tert-butyl-L-cysteine-1-methyl ester

首先利用Witting反應(yīng)、催化氫化、DIBAL-H合成中間體3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙醛，進一步通過3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙醛和N-(L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯進行催化氫化（圖3）合成終產(chǎn)物N-{N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-α-天冬氨酰}-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯。

1.3.2 (E/Z)-3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙烯酸甲酯的制備（化合物6）[21-22]

在250 mL圓底燒瓶中依次加入異香蘭素（化合物5）（10.0 g，66.5 mmol）、無水二氯甲烷（125 mL）、甲氧甲酰基亞甲基三苯基膦（24.2 g，72.5 mmol），加熱至55 ℃并冷凝回流，磁力攪拌18 h后，薄層層析色譜（thin layer chromatography，TLC）監(jiān)測。待反應(yīng)結(jié)束并冷卻至室溫，加入75 mL的干硅膠，減壓除去溶劑，柱層析純化（石油醚-乙酸乙酯，7∶3，V/V），得到白色固體化合物6（13.4 g，64.5 mmol），產(chǎn)率97%。

1.3.3 3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙醛的制備（化合物7）[23-25]

在250 mL圓底燒瓶中依次加入(E/Z)-3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙烯酸甲酯（化合物2）（13.2 g，63.4 mmol）、無水甲醇（150 mL）、10%鈀碳（2.6 g，24.4 mmol），然后將反應(yīng)瓶抽空，再加上氫氣球（5×）。常溫攪拌反應(yīng)16 h后，TLC監(jiān)測。反應(yīng)結(jié)束，硅藻土過濾除去鈀碳，并用二氯甲烷洗滌濾渣3 遍。減壓除去溶劑，柱層析進一步純化（石油醚-乙酸乙酯，4∶1～2∶1，V/V），得到白色顆?；衔?-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙酸甲酯。

在250 mL圓底燒瓶中依次加入3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙酸甲酯（11.0 g，52.4 mmol），無水二氯甲烷（140 mL），反應(yīng)瓶置于-78 ℃攪拌5 min。氮氣保護狀態(tài)下，向反應(yīng)瓶緩慢滴加DIBAL-H（1.0 mol/L的四氫呋喃溶液，20.6 mL，20.6 mmol）。-78 ℃劇烈攪拌反應(yīng)1 h，TLC監(jiān)測（石油醚-乙酸乙酯，4∶1，Rf=0.35，茴香醛顯色）。待反應(yīng)結(jié)束，向反應(yīng)液中緩慢滴加甲醇（10 mL）以淬滅反應(yīng)，0 ℃攪拌5 min。在常溫下向已經(jīng)淬滅的反應(yīng)中加入酒石酸鉀鈉溶液（1.2 mol/L，250 mL）稀釋反應(yīng)液，常溫攪拌2 h。攪拌結(jié)束之后，向稀釋后的反應(yīng)液中加水（250 mL）進一步稀釋反應(yīng)液，接著用二氯甲烷（250 mL×3）萃取稀釋液。用飽和食鹽水（500 mL）洗滌有機層，無水硫酸鈉除水，減壓除去溶劑，柱層析進一步純化（石油醚-乙酸乙酯（10∶0～4∶1，V/V）），得到白色固體化合物7（9.9 g，47.1 mmol），兩步合并產(chǎn)率為85.5%。

1.3.4 S-叔丁基-L-半胱氨酸甲酯的制備（化合物9）

在500 mL圓底燒瓶中加入無水甲醇（200 mL，4.9 mol），然后用一次性注射器緩慢向圓底燒瓶中加入二氯亞砜（21.3 mL，0.3 mol），并控制滴加的速度使反應(yīng)溫度不超過0 ℃。滴加完畢后在0 ℃反應(yīng)1 h，等溫度升至常溫之后，向圓底燒瓶中加入S-叔丁基-L-半胱氨酸鹽酸鹽（化合物8）（6.3 g，35.3 mmol），反應(yīng)回流過夜，TLC監(jiān)測（二氯甲烷-甲醇，5∶1，V/V，Rf=0.35），待反應(yīng)結(jié)束，減壓蒸餾除去溶劑，柱層析進一步純化（二氯甲烷-甲醇，100∶0～100∶15，V/V），得到黃色固體化合物9（6.5 g，34 mmol），產(chǎn)率為95%。

1.3.5 N-(N-叔丁氧羰基-4-叔丁酯-L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯的合成（化合物11）[26]

在5 0 0 m L圓底燒瓶中依次加入二氯甲烷（200 mL），S-叔丁基-L-半胱氨酸甲酯（化合物9）（5.6 g，29.0 mmol），N-叔丁氧羰基-L-天冬氨酸-4-叔丁酯二環(huán)己胺鹽（化合物10）（13.7 g，29.04 mmol）。然后依次加入EDCI（6.1 g，31.9 mmol），HOBt（4.3 g，31.9 mmol），0 ℃攪拌1 h后，常溫反應(yīng)過夜。反應(yīng)完成后，減壓除去溶劑，向殘余物中加入水（600 mL），用乙酸乙酯（200 mL×3）萃取。用5%的檸檬酸（300 mL×3）萃取合并的有機層，接著用飽和食鹽水洗滌（200 mL×2）。用5%碳酸氫鈉溶液萃?。?00 mL×3），最后用飽和食鹽水萃取（200 mL×2），然后用無水硫酸鈉進行除水、過濾，減壓除去溶液，柱層析進一步純化（石油醚-乙酸乙酯（100∶0～20∶1，V/V）），得到白色固體化合物11（10.8 g，23.3 mmol），產(chǎn)率80%。

1.3.6 N-(L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯的合成（化合物12）[27]

在150 mL圓底燒瓶中依次加入N-(N-叔丁氧羰基-4-叔丁酯-L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯（化合物13）（2.1 g，4.5 mmol），然后在0 ℃緩慢加入氯化氫-二氧六環(huán)溶液（4.0 mol/L，20 mL），滴加完畢常溫下反應(yīng)2 h，TLC監(jiān)測（二氯甲烷-甲醇-乙酸，10∶1∶0.1，V/V，Rf=0.10）。待反應(yīng)完畢，減壓除去溶劑得到白色固體，再用甲醇溶解（20×3）并減壓除去溶劑，得到白色固體化合物12（1.2 g，4.1 mmol），產(chǎn)率91%。

1.3.7 N-[N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-α-天冬氨酰]-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯的合成（化合物15）[28]

在150 mL圓底燒瓶中依次加入60%甲醇溶液（75 mL）、N-(L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯（化合物14）（100.0 mg，0.3 mmol）、3-羥基-4-甲氧基苯基丙醛（化合物9）（58.0 mg，0.3 mmol），氮氣保護下常溫攪拌2 h。然后將反應(yīng)瓶抽真空，再向反應(yīng)液中加入5%鈀碳（100.0 mg，1.0 mmol），氫氣氛圍下常溫反應(yīng)24 h，TLC監(jiān)測（二氯甲烷-甲醇-乙酸，10∶1∶0.1，V/V，Rf=0.2，堿性高錳酸鉀顯色）。待反應(yīng)結(jié)束，過濾反應(yīng)液，用甲醇洗滌濾渣（3×20 mL）。柱層析進一步純化（二氯甲烷-甲醇-乙酸，100∶0∶0～8∶1∶0.01（V/V）），堿性高錳酸鉀顯色，得到白色固體化合物15（295.0 mg，0.6 mmol），產(chǎn)率66%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用ChemBioOffice 2014進行化合物結(jié)構(gòu)式的繪制、化合物結(jié)構(gòu)以及化學(xué)反應(yīng)的分析；采用MestReNova 12.0進行化合物的譜圖解析、結(jié)構(gòu)確證。

2 結(jié)果與分析

2.1 (E/Z)-3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙烯酸甲酯（化合物6）的結(jié)構(gòu)鑒定

1H-NMR（300 MHz，CDCl3）E型：δ 7.59（d，J=15.9 Hz，1H），7.13（d，J=2.1 Hz，1H），7.01（ddd，J=8.3，2.1，0.5 Hz，1H），6.83（d，J=8.3 Hz，1H），6.28（d，J=16.0 Hz，1H），5.78（s，1H），3.90（s，3H），3.78（s，3H）；Z型：δ 7.32（d，J=2.2 Hz，1H），7.22（ddd，J=8.4，2.1，0.6 Hz，1H），6.79（d，J=6.7 Hz，1H），5.83（d，J=12.8 Hz，3H），3.89（s，3H），3.72（s，3H）。

從1H-NMR對2 種不同構(gòu)型的化合物同時進行積分，可以得出2 種構(gòu)型的同分異構(gòu)體相對應(yīng)的氫的積分之比為1/0.24=4.12，核磁數(shù)據(jù)與之前報道過的該物質(zhì)的數(shù)據(jù)相符合[21-22]。

2.2 3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙酸甲酯的結(jié)構(gòu)鑒定

1H NMR（600 MHz，CDCl3）δ 6.77（d，J=1.9 Hz，1H），6.76（s，1H），6.67（dd，J=8.2，2.1 Hz，1H），3.86（s，3H），3.67（s，3H），2.85（t，J=7.9 Hz，2H），2.59（dd，J=8.5，7.2 Hz，2H）。

13C NMR（151 MHz，CDCl3）δ 173.75，145.88，145.40，134.16，119.95，114.82，111.04，56.32，51.95，36.21，30.69。

2.3 3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙醛（7）的結(jié)構(gòu)鑒定

1H NMR（300 MHz，CDCl3）δ 9.82（t，J=1.5 Hz，1H），6.82～6.77（m，2H），6.69（dd，J=8.2，2.1 Hz，1H），5.65（s，1H），3.88（s，3H），2.89（dd，J=7.8，6.3 Hz，2H），2.80～2.72（m，2H）。

13C NMR（75 MHz，CDCl3）δ 201.81，145.65，145.10，133.58，119.63，114.48，110.80，56.02，45.38，27.58。

2.4 S-叔丁基-L-半胱氨酸甲酯（9）的結(jié)構(gòu)鑒定

1H NMR（300 MHz，CDCl3）δ 3.73（s，3H），3.64（dd，J=7.6，4.6 Hz，1H），2.93（dd，J=12.5，4.6 Hz，1H），2.75（dd，J=12.5，7.6 Hz，1H），1.31（s，9H）；13C NMR（75 MHz，CDCl3）δ 174.58，54.64，52.32，42.59，33.57，31.03。

2.5 N-(N-叔丁氧羰基-4-叔丁酯-L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯（11）的結(jié)構(gòu)鑒定

1H NMR（600 MHz，CDCl3）δ 7.24（d，J=8.2 Hz，1H），5.67（d，J=8.4 Hz，1H），4.76（q，J=5.9 Hz，1H），4.57～4.32（m，1H），3.74（s，3H），3.03～2.53（m，4H），1.40（s，9H），1.38（s，9H），1.24（s，9H）；13C NMR（151 MHz，CDCl3）δ 171.07，170.84，170.70，155.41，81.69，80.33，52.59，52.36，50.61，42.64，37.41，31.93，31.44，30.81，30.25，29.69，28.35，28.05。

2.6 N-(L-α-天冬氨酰)-S-叔丁基-L-半胱氨-1-甲酯（12）的結(jié)構(gòu)鑒定

1H NMR（600 MHz，MeOD）δ 4.65（dd，J=8.1，5.0 Hz，1H），4.26（dd，J=8.8，4.1 Hz，1H），3.75（s，3H），3.04（td，J=13.0，4.6 Hz，2H），2.98～2.84（m，2H），1.33（s，9H）。

13C NMR（151 MHz，MeOD）δ 172.65，171.92，169.28，54.64，53.08，50.83，43.47，36.01，31.18，28.29。

2.7 N-{N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-α-天冬氨酰}-S-叔丁基-L-半胱氨酸-1-甲酯（13）的結(jié)構(gòu)鑒定

圖4 化合物13的1H-NMR（A）和13C-NMR（B）Fig. 4 1H-NMR (A) and 13C-NMR (B) spectra of compond 13

1H NMR（600 MHz，CDCl3）δ 8.55（d，J=29.8 Hz，1H），6.79（s，1H），6.71（d，J=7.8 Hz，1H），6.57（d，J=7.8 Hz，1H），4.70（q，J=7.3 Hz，1H），4.11（s，1H），3.81（s，3H），3.69 （s，3H），3.06～2.47（m，8H），1.98（q，J=14.8 Hz，2H），1.28（s，J=2.8 Hz，9H），0.92～0.82 （m，1H）（圖4A）。

13C NMR（151 MHz，CDCl3）δ 174.77，170.43，168.17，145.70，145.37，133.20，119.42，114.85，111.22，63.40，57.84，55.78，52.51，46.15，44.65，42.51，30.61，29.90，29.47，29.43（圖4B）。

紅外光譜（KBr）：3 423、3 199、2 959、2 925、1 590、1 512、1 744、1 689、1 398、1 365、1 028、761、596 cm-1（圖5A）。

質(zhì)譜（電噴霧離子源）m/z 471.1 [(M+H)+]，493.1[(M+Na)+]（圖5B）。

圖5 化合物13的紅外光譜（A）和質(zhì)譜圖（B）Fig. 5 IR (A) and MS (B) spectra of compound 13

由氫譜數(shù)據(jù)可知，δ 8.55（d，J=29.8 Hz，1H）為S-叔丁基-L-半胱氨酰-甲酯上氨基的一個氫；6.79 （s，1H），6.71（d，J=7.8 Hz，1H），6.57（d，J=7.8 Hz，1H）分別為苯環(huán)上的3 個氫；4.70（q，J=7.3 Hz，1H）為S-叔丁基-半胱氨酰-甲酯上叔碳上的一個氫；4.11（s，1H）為L-α-天冬氨酰上叔碳上的一個氫；3.81（s，3H）為苯環(huán)上甲基的3 個氫；3.69（s，3H）為S-叔丁基-L-半胱氨酰-甲酯的甲基上的三個氫；3.06～2.47（m，8H），1.98（q，J=14.8 Hz，2H）為二肽和苯環(huán)上5 個亞甲基上的10 個氫；1.28（s，J=2.8 Hz，9H）為S-叔丁基-L-半胱氨酰-甲酯上的叔丁基的9 個氫；0.92～0.82（m，1H）為L-α-天冬氨酰上氨基上一個氫。

由碳譜數(shù)據(jù)可以看出（圖4B），δ 174.77、170.43、168.17分別為3 個羰基上的碳；145.70、145.37、133.20、119.42、114.85、111.22分別為苯環(huán)上的6 個碳；62.40為L-α-天冬氨酰上的氨基相連的碳；57.84為苯環(huán)上甲氧基上的碳；55.78為S-叔丁基-半胱氨酰-甲酯上的叔碳；52.51為S-叔丁基-半胱氨酰-甲酯上甲基的碳；46.15為還原氨化對應(yīng)醛基位置上的碳；44.65為叔丁基上季碳；42.51為L-α-天冬氨酰上的羧基相連的碳；30.61為叔丁基上的3 個碳；29.90為苯環(huán)芐基上的碳；29.47為S-叔丁基-L-半胱氨酰-甲酯的亞甲基上碳；29.43為苯環(huán)芐基相連的碳。

由紅外光譜數(shù)據(jù)可以看出，3 423 cm-1和3 199 cm-1分別為O—H，N—H的振動；2 959 cm-1為—CH3的伸縮振動；2 925 cm-1為—CH2—的伸縮振動；1 590 cm-1和1 512 cm-1為苯環(huán)的骨架伸縮振動；1 744 cm-1和1 689 cm-1為C＝O特征信號，1 245 cm-1為C—O伸縮振動；1 398 cm-1和1 365 cm-1為—C(CH3)3的振動；1 028 cm-1為飽和C—O伸縮振動；7 61 cm-1和596 cm-1弱吸收為S—C伸縮振動。

3 結(jié) 論

研究發(fā)現(xiàn)在60%的甲醇溶液中發(fā)生亞胺化，使用5%的鈀碳進行催化氫化，可以使目標(biāo)二肽甜味劑的產(chǎn)率達(dá)到最大。由于水的參與可以增大反應(yīng)溶劑的介電常數(shù)，使得醛基的親核加成更容易進行。同時研究發(fā)現(xiàn)，由于化合物中含有硫元素，不可避免的會產(chǎn)生與阿力甜一樣的硫臭味。

傳統(tǒng)甜味劑的合成主要在已有二肽甜味化合物的基礎(chǔ)上進行基團修飾，從而提高化合物的甜度，而本實驗則以氨基酸為原料，設(shè)計二肽合成，并進行基團修飾，從而完成了40 000 倍二肽甜味劑N-{N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基]-L-α-天冬氨酰}-S-叔丁基-L-半胱氨-1-甲酯的全合成，將以天冬氨酸苯丙氨酸為主的二肽甜味劑擴展到天冬氨酸半胱氨酸，豐富了二肽甜味劑的類型，同時將目前甜味劑的甜度從20 000 倍提升到40 000 倍，在二肽類甜味劑的合成方面取得了明顯的進步。本合成中的原料簡便易得，合成步驟簡單易行，且化合物中不含有苯丙氨酸，故適用于苯丙酮尿癥患者，使用人群更為廣泛，進而為開發(fā)綠色環(huán)保、甜度更高且符合人體生理要求的甜味劑提供了研究方向和目標(biāo)。