简介
N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸作为食品稳定剂和添加剂具有高效、温和的特点。近些年来其主要用在食品工业上[1-2]。因此，实现生产成本低，环境污染小，适合于食品工业化生产路线无论从经济利益还是环境影响两个方面，都具有重要意义。总之，随着科技的进步，N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸的应用领域会越来越广，由此对其合成方向及应用领域的深入开发和研究还是十分有价值的。
图1 N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸的结构式。
合成
图2 N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸的合成路线[3]。
步骤1：在干燥THF（5mL）中的冰冷溶液中加入N-甲基吗啉（NMM）（0.11 mL，1mmol）和IBC Cl（0.135 mL，1mol）。将混合物在-10℃下搅拌10分钟。NaN3（0.098g，1.5mmol，1mL）并再搅拌30分钟。反应完成后，蒸发有机层，将残余物溶解在CH2Cl2（20mL）中。用IO mL 5%HCl，5%水溶液洗涤。NaHCO3和盐水，用无水Na2SO4干燥，真空蒸发溶剂，用乙酸乙酯-己烷（1:9）重结晶残余物，得到结晶固体形式的叠氮化物。9H-9-芴基甲基（4S）-4-（2-叠氮基-2-氧代乙基）-5-氧代-1,3-氧杂苯酮-3-羧酸盐（2a）。0.366克，94%，白色固体。温度：62°C；[α] D25+93.5；红外（KBr）：2155、1803、1713、1645 cm-1；1H NMR（300 MHz，CDCl3）：2.3（2H，br，CH2），4.23（1H，t，CH），4.36（1H、d，CH）、4.41（2H、d、CH2）、5.1（2H）s、CH2、5.5（1H）br、NH）、7.3-7.75（8H，m，芳香族）；13C NMR（75 MHz，CDCl3）：21.2、47.2、48.9、66.8、119.9、124.9、127、127.6、141.1、143.2、155.8、156.3、174.5；人力资源管理系统ca1cd。对于C20H16N4O5+（[M+Na]+）：415.3594；找到：415.3314。
步骤2：将（S）-3-氟苯基-9甲氧基酰基-5-恶唑啉酮酸叠氮化物2a或2b（5mmol）溶解在干燥甲苯（20mL）中，并在封闭的Teflon®容器（250mL）中加入3当量的醇（对于叔丁醇，5当量）。在四个间隔中将容器暴露于40%功率的微波15分钟。反应完成后，在减压下除去剩余的溶剂，并使用己烷-乙酸乙酯（6∶4）通过柱色谱纯化。S-3-芴基-9-甲氧基羰基-4-[N-叔丁基羰基）氨基甲基]-5-恶唑烷酮（3a）。1.96克，87%，黄色油状物。红外（KBr）：3372、1803、1713、1645；1H NMR（300 MHz，CDCl3）：1.42（9H，s，Me3C），3.45-3.64（2H，br，CH2），4.23（1H，t，CH），4.36（1H、t，CH，4.36），4.41（2H、d，CH2，5.5（1H），br，NH），7.3-7.75（8H，m，芳香族）；13C NMR（75 MHz，CDCl3）：28.3、41.2、47.2、48.9、66.8、119.9、124.9、127、127.6、141.1、143.2、155.8、156.3、174.5。
步骤3：在室温下加入1当量1N的LiOH，搅拌混合物直至反应完成。在减压下浓缩反应混合物，用水（15mL）稀释残余物并将其挤出至EtOAc中。合并的有机层用盐水溶液洗涤，并用无水Na2SO4干燥。得到白色固体N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸1.49克，70%。熔点：63°C；[α] D25（c 0.72，MeOH/DCM）：-6.1。红外（KBr）：3372、1713、1645、1111；1H NMR（300 MHz，CDCl3）：1.42（9H，s，Me3C），3.45-3.64（2H，br，CH2），4.23（1H，t，CH），4.36（1H、t，CH，4.36），4.41（2H、d，CH2，5.5（1H），br，NH），6.18（1H（br，NH），7.3-7.75（8H，m，芳香族）；13C NMR（75 MHz，CDCl3）：28.3、41.2、47.2、48.9、119.9、124.9、127、127.6、141.1、143.2、155.8、156.3、174.5。
应用
N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸常常应用在奶油制作上。人造搅打稀奶油俗称植脂奶油是近几年迅速发展起来的新型奶油类食品,它经搅打起泡,体积膨胀,形成硬挺、稳定的泡沫产品,主要用于面包、糕点等烘烤食用行业,作为糕点表面涂饰料、裱花料、夹心馅料等。这种产品主要由氢化植物油、蛋白质、碳水化合物和乳化剂等组成[4]。N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸作为亲油性乳化剂与其它亲水性乳化剂协同作用,改进脂肪分布,缩短搅打时间,改善泡沫容积和泡沫组织。N-Fmoc-N'-Boc-L-2,3-二氨基丙酸还能对乳状液产生部分去稳定作用,并加速脂肪附聚,形成三维网络结构,使生成的泡沫保持稳定、气泡细小,更使搅打泡沫具有干燥的外观和硬挺的结构[5]。
参考文献
[1] P.S. Low, A. Wei, R.G. Reifenberger, Y. Kim, A. Adak, D. Lyvers, K. Durugkar, D. Doorneweerd, R.P. Bandari, R.K. Pandey, A. Leonov, W.A. Henne, Y.E. Kim, Pathogen detection using immobilized mutation-resistant ligands, Purdue Research Foundation, USA . 2012, p. 195pp.
[2] J.-P. Pitteloud, N. Bionda, P. Cudic, Direct access to side chain N,N'-diaminoalkylated derivatives of basic amino acids suitable for solid-phase peptide synthesis, Amino Acids 44(2) (2013) 321-333.
[3] J.-P. Pitteloud, N. Bionda, P. Cudic, Direct access to side chain N,N'-diaminoalkylated derivatives of basic amino acids suitable for solid-phase peptide synthesis, Amino Acids 44(2) (2013) 321-33.
[4] H. Rink, E. Altmann, M. Blommers, K. Mueller, T. Hall, Preparation of cyclic peptides for inhibition of bone resorption, Ciba-Geigy A.-G., Switz. . 1994, p. 104 pp.
[5] J. Zhang, L.Z. Yan, Preparation of cyclic peptides as chemokine receptor CXCR4 antagonists and methods of their use, Mainline BioSciences, USA . 2018, p. 52pp.