泛硫乙胺的合成

鄭中紅，姜偉林，伊 濱，劉建勛

(浙江杭州鑫富科技有限公司技術(shù)中心，浙江 杭州 311300)

泛硫乙胺音譯為潘特生，又稱為雙泛酰硫乙胺，在生物體中是從泛酸生物合成輔酶A的重要中間體，其天然存在形式為D(+)-構(gòu)型[1～2]。同時，泛硫乙胺還是乳桿菌的生長因子[3]和輔酶A結(jié)構(gòu)中的一個重要部分[4]。

泛硫乙胺作為輔酶A的前驅(qū)物質(zhì)[5]，能使蛋白質(zhì)代謝異常改善，并有改善血管壁脂質(zhì)代謝異常和改善血小板機能異常等作用，用于預(yù)防和治療高膽固醇血癥、動脈粥樣硬化、高血壓、冠心病、脂肪肝；改善血液中的血小板數(shù)和出血傾向；作為降血脂藥，能降低血清中的總膽固醇、甘油三脂的濃度，以及增高中高密度脂蛋白膽固醇；作為腸蠕動促進(jìn)劑，用于治療遲緩性便秘及術(shù)后腸道麻痹；作為皮膚抗炎劑，用于急慢性濕疹的治療；預(yù)防及治療由抗結(jié)核制劑所致的副作用；預(yù)防及治療泛酸需要量增加攝取中不能滿足需要時的補充。國外，尤其是日本，對泛硫乙胺的合成方法的研究比較多，有大量文獻(xiàn)報道。而我國尚未有研究和生產(chǎn)泛硫乙胺原料的報道，屬國內(nèi)空白。

在泛硫乙胺的合成中，關(guān)鍵的反應(yīng)步驟是泛酸中的羧基和胱胺中的氨基形成酰胺鍵的反應(yīng)。它和蛋白質(zhì)合成中肽鍵的生成類似，所以泛硫乙胺的合成主要是模擬肽的合成方法。到目前為止，文獻(xiàn)中報道有關(guān)泛硫乙胺合成的方法主要有以下幾種：第一種是用泛酸或泛酸鈣和胱胺或鹽反應(yīng)，生成酰胺鍵來合成[6～20]；第二種是先將泛酸上的二個羥基保護(hù)起來，然后再進(jìn)行泛酸上的羧基和胱胺上的氨基生成酰胺基的反應(yīng)和脫保護(hù)基的反應(yīng)[21]；第三種是通過重要中間體2-(2-D-泛解酰胺乙基)-2-噻唑啉來合成[6]。本文以采用在體內(nèi)具有生物活性的D-泛酸鈣和胱胺鹽酸鹽為原料直接縮合得到泛硫乙胺，研究了不同物料配比、反應(yīng)溫度、時間、催化劑使用量等因素對反應(yīng)收率的影響。本合成工藝的泛硫乙胺收率可高達(dá)95.36%，且反應(yīng)時間短、操作簡便。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：D-泛酸鈣(w≥99%，本公司下的生化分公司提供)；胱胺鹽酸鹽(工業(yè)級，w≥98%，江蘇武進(jìn)芙蓉精細(xì)化工有限公司提供)；N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(w≥99%，浙江天宇醫(yī)藥化工有限公司提供)；吡啶(試劑級，宜興市第二化學(xué)試劑廠提供)；1-羥基苯并三唑(工業(yè)級，江蘇省常州市武進(jìn)前黃三友化工有限公司)。

儀器：恒溫水浴鍋(上海申勝生物技術(shù)有限公司)；恒速攪拌器(上海申勝生物技術(shù)有限公司)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海申勝生物技術(shù)有限公司)；SHZ-ⅢB循環(huán)水式真空泵(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；Waters2695型液相色譜儀(美國Waters公司)。

1.2 泛硫乙胺的合成

1.2.1 合成原理

本泛硫乙胺的合成是D-泛酸鈣與胱胺鹽酸鹽原料在縮合劑N,N-二環(huán)己基碳二亞(DCC)和催化劑1-羥基苯并三唑的存在下，在吡啶介質(zhì)中的縮合而得。

1.2.2 合成方法

將二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)溶解在部分溶劑中，制備成DCC溶液備用。向帶有攪拌裝置和水浴裝置的三口反應(yīng)燒瓶中加入部分溶劑，啟動攪拌；依次投入泛酸鈣、胱胺鹽酸鹽、1-羥基苯并三唑；待上述物料全部溶解后，往水浴鍋中加入冰塊或冰袋，降溫至所要求的溫度后開始滴加DCC溶液；滴加完畢后升溫至常溫反應(yīng)數(shù)小時；最后出料，經(jīng)過抽濾、減壓蒸餾去溶劑、再過濾、用水稀釋得到泛硫乙胺水溶液。

1.3 分析方法

采用反相高效液相色譜法測定泛硫乙胺歸一含量和外標(biāo)含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑用量的影響

泛硫乙胺的合成反應(yīng)是在酸質(zhì)子的催化下實現(xiàn)的，該反應(yīng)可看作是胺的?；?，亦可看作肽類的合成，因此選取常用于肽類合成的1-羥基苯并三唑(簡稱三唑)作為本合成反應(yīng)的催化劑。但三唑的價格較昂貴，在考慮催化效果的同時又要注重經(jīng)濟效益，因此作者考察了不同催化劑用量對泛硫乙胺合成收率的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 TZ用量對泛硫乙胺收率的影響

反應(yīng)條件：n(D-泛酸鈣)/n(胱胺鹽)=1∶1，n(N,N-二環(huán)己基碳二亞胺)/n(胱胺鹽)=2∶1，溫度20 ℃，時間24 h。

隨著w(TZ)的增加，泛硫乙胺的收率不斷增加，當(dāng)w(TZ)=9%時，收率達(dá)到85.59%;再增加TZ的用量，產(chǎn)品收率幾乎不變。因此，選擇選擇w(TZ)=9%較為合適。

2.2 D-泛酸鈣與胱胺鹽量比的影響

原料中胱胺鹽的價格遠(yuǎn)高于D-泛酸鈣，而且D-泛酸鈣原料由本公司自己生產(chǎn)，來源方便。反應(yīng)中胱胺鹽過量時，泛硫乙胺的收率低，不經(jīng)濟；用D-泛酸鈣過量的方式合成泛硫乙胺更為優(yōu)越，所以作者考察了n(D-泛酸鈣)/n(胱胺鹽)=1～1.11的泛硫乙胺的收率，結(jié)果如圖2所示。

圖2 D-泛酸鈣與胱胺鹽物質(zhì)的量比對泛硫乙胺收率的影響

反應(yīng)條件：n(N,N-二環(huán)己基碳二亞胺)/n(胱胺鹽)=2∶1，w(TZ)=9%，溫度20 ℃，時間24 h

當(dāng)n(D -泛酸鈣)/n(胱胺鹽)從1增加到1.05時，泛硫乙胺收率也隨之增加；達(dá)到1.05時，泛硫乙胺收率達(dá)最大值87.79%；繼續(xù)增大D-泛酸鈣的量，反應(yīng)收率在1%左右變化，反應(yīng)基本達(dá)到平衡。所以，選擇n(D -泛酸鈣)/n(胱胺鹽)=1.05對反應(yīng)收率有利。

2.3 DCC與胱胺鹽物質(zhì)的量比的影響

DCC原料在本合成反應(yīng)中起脫水的作用，即縮合劑。它的足量與否對泛硫乙胺合成收率影響非常大，而且DCC的價格也低于胱胺鹽的價格，所以考慮DCC過量非常合理。下面是作者考察了n(DCC)/n(胱胺鹽)=2.0～2.5的泛硫乙胺的收率，如圖3所示。

圖3 DCC與胱胺鹽物質(zhì)的量比對泛硫乙胺收率的影響

反應(yīng)條件：n(D -泛酸鈣)/n(胱胺鹽)=1，w(TZ)=9%，溫度20 ℃，時間24 h

當(dāng)n(DCC)/n(胱胺鹽)從2.0增加到2.1時，泛硫乙胺收率也隨之增加；達(dá)到2.1時，泛硫乙胺收率達(dá)最大值91.66%；之后繼續(xù)增大DCC的量，收率基本趨于平衡。所以從經(jīng)濟方面考慮，選擇DCC過量最少的配比進(jìn)行泛硫乙胺合成，即n(DCC)/n(胱胺鹽)=2.1。

2.4 反應(yīng)溫度的影響

選擇5～35℃范圍內(nèi)的不同反應(yīng)溫度點進(jìn)行合成泛硫乙胺，考察在不同反應(yīng)溫度下的泛硫乙胺收率，如圖4所示。

圖4 反應(yīng)溫度對泛硫乙胺收率的影響

反應(yīng)條件：n(D-泛酸鈣)/n(胱胺鹽)=1∶1，n(N,N-二環(huán)己基碳二亞胺)/n(胱胺鹽)=2∶1，w(TZ)=9%，時間24 h

在5～23 ℃的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，泛硫乙胺收率也隨之增加；當(dāng)在23 ℃合成泛硫乙胺時，其收率達(dá)到85.76%，即達(dá)到了最大值；繼續(xù)升高溫度，反應(yīng)收率反而下降。因為泛硫乙胺具有熱敏性，當(dāng)溫度高于23 ℃時，反而對其產(chǎn)生部分破壞，導(dǎo)致泛硫乙胺收率降低。

2.5 反應(yīng)時間的影響

專利文獻(xiàn)中曾記載，泛硫乙胺的合成反應(yīng)時間為36 h[11]?？紤]到熱對泛硫乙胺的不穩(wěn)定性，常溫下反應(yīng)時間過長對生成的泛硫乙胺造成部分破壞，所以作者考察了24 h內(nèi)不同反應(yīng)時間下泛硫乙胺的收率，如圖5所示，以期達(dá)到縮短反應(yīng)時間的目的。

圖5 反應(yīng)時間對泛硫乙胺的影響

反應(yīng)條件：n(D-泛酸鈣)/n(胱胺鹽)=1∶1，n(N,N-二環(huán)己基碳二亞胺)/n(胱胺鹽)=2∶1，w(TZ)=9%，溫度20 ℃

在2～4 h內(nèi)，隨著反應(yīng)時間的延長，泛硫乙胺的收率幾乎呈線性增長，但往后再延長反應(yīng)時間，泛硫乙胺的收率增長趨于平緩，反應(yīng)體系基本達(dá)到平衡。綜合考慮反應(yīng)時間以6 h為宜。

3 結(jié)論

以在體內(nèi)具有生物活性的D-泛酸鈣和胱胺鹽酸鹽為原料，直接縮合得到泛硫乙胺的最佳條件為：n(D-泛酸鈣)/n(胱胺鹽酸鹽)=1.05，n(N,N-二環(huán)己基碳二亞胺)/n(胱胺鹽酸鹽)=2.1，TZ用量為胱胺鹽酸鹽質(zhì)量的9%時，在20～25 ℃下反應(yīng)6 h后，泛硫乙胺合成收率達(dá)到了95.36%。