癌症作为全球公共卫生领域的重大挑战, 其发病率和死亡率持续攀升. 据世界卫生组织统计, 2023年全球新增癌症病例已突破2000万例, 传统治疗手段如化疗和放疗虽能在一定程度上抑制肿瘤生长, 但均面临选择性不足的核心缺陷[1]. 化疗药物因缺乏靶向性导致全身性毒性反应, 而常规放疗依赖高剂量X射线或γ射线对肿瘤区域进行照射, 在杀伤癌细胞的同时不可避免损伤周围正常组织, 引发严重并发症[2]. 硼中子俘获治疗(BNCT)的出现为解决上述难题提供了全新思路. 该技术的核心是基于10B与热中子的核反应(10B (n,α)7Li): 通过靶向递送含硼药物至肿瘤组织并富集, 再利用中子照射诱发核反应, 释放的高线性能量转移(LET) α粒子(2.31 MeV)和7Li核碎片(2.79 MeV)实现精准杀伤[3](图1a). 这两种带电粒子射程极短(α粒子约5~9 μm, 7Li约20~25 μm), 远小于正常组织细胞间距(约50 μm以上), 仅作用于单个或邻近极少数细胞尺度, 从而在理论上实现精准治疗效果[4](图1b). 含硼靶向药物作为BNCT技术的核心要素之一, 其性能直接决定治疗成败. 4-硼酸-L-苯丙氨酸(L-BPA)(图1c)作为第二代临床硼药(于2021年在日本批准上市), 通过模拟必需氨基酸L-苯丙氨酸的结构特征, 使肿瘤组织中10B浓度达到正常组织的3~5倍[5-8](D构型的BPA无临床疗效). 基于这一靶向优势, L-BPA具有较大的癌细胞杀伤效果和更低的副作用[9]. 然而, L-BPA的合成方法较为有限, 且关键合成步骤硼化效率通常较低, 难以满足临床规模化制备需求. 近年来诸多合成化学家与药学家针对这一关键问题开展了大量研究工.
Snyder课题组[10]在1958年报道了BPA的合成方法, 主要是由二乙基乙酰氨基丙二酸酯和对溴甲基苯硼酸在乙醇钠存在下偶联, 随后脱羧水解即可得到消旋构型的BPA(图2a), 随后通过手性拆分得到“L”构型的L-BPA. 该合成路线得到产物的硼原子利用率为9%. 在1998年, Yamamoto课题组[11]报道了L-BPA的改进合成方法: 在钯催化剂的作用下, 苯丙氨酸衍生物与联硼酸酯发生反应, 以更高收率成功合成了目标产物L-BPA(图2b). 该路线得到产物的硼原子利用率为12%. 随后在2003年, Zaidlewicz课题组[12]报道了L-BPA的高效合成策略. 以苯丙氨酸衍生物为底物、频哪醇硼烷(HBpin)为硼供体, 在钯催化剂作用下于离子液体介质中通过偶联硼化反应, 以更高的反应收率获得L-BPA(图2c). 该路线得到产物的硼原子利用率为51%. 2008 年, Wakamiya课题组[13]以1,8-二氨基萘为硼保护基, 先合成对碘芳基硼化物; 随后该硼化物与丝氨酸衍生物在钯催化下发生Negishi偶联, 脱保护后得到L-BPA(图2d). 该路线得到产物的硼原子利用率为36%. 在L-BPA的规模化合成中, 成本是关键考量因素之一, 其中10B的硼化试剂为核心物料成本项, 其价格占总物料成本的绝大部分比例(>50%). 尽管上述合成路线为L-BPA的合成研究奠定了基础, 但现有路线仍存在硼原子利用率偏低、特殊试剂成本较高或保护基难脱除等共性问题, 难以完全匹配工业规模化生产的需求, 因此仍需开发新型合成方法以提高实用性和效率.
针对L-BPA合成中的关键问题, 本研究开发了基于碘化亚铜(CuI)催化的硼化新策略. 通过反应条件优化, 以廉价的CuI为催化剂, NaH为碱, 在室温下实现了4-碘-L-苯丙氨酸衍生物与HBpin的高效偶联(图3). 该过程不仅完整保留L-构型的光学纯度(ee>99%), 而且利用HBpin的单硼试剂作硼源, 分子中的唯一硼原子高效参与硼化反应, 显著提升了硼原子利用率(硼利用率提高至54%). 同时, 此方法操作简便、成本低廉、无需使用高毒试剂, 克服了传统方法中高温、强碱导致的手性丢失难题, 成功制备出医药级纯度(>99.5%)的L-BPA, 为其临床应用提供了可靠合成支撑.
1 结果与讨论
从苯丙氨酸合成L-BPA的关键步骤为苯环的硼化反应, 因氨基酸的羧基与氨基均会干扰金属催化下的硼化反应, 需对氨基和羧基进行保护, 故选用碱性条件下稳定的叔丁氧羰基(Boc, 保护氨基)与叔丁酯(保护羧基)作保护基, 合成硼化前体4-碘-L-苯丙氨酸衍生物(BPA-S3和BPA-S4), 并将其用于硼化反应探索. 具体步骤如下: 首先, 苯丙氨酸参照已报道方法[14-16]进行碘化反应, 生成的4-碘苯丙氨酸BPA-S1通过结晶纯化得到, 收率为56%; 随后, BPA-S1在NaHCO3存在下, 以四氢呋喃(THF)/H2O作溶剂, 与Boc2O在室温下反应, 以93%的收率得到BPA-S2; BPA-S2在4-二甲氨基吡啶(DMAP)、Boc2O存在下, 以叔丁醇为溶剂, 室温下反应, 得到收率为82%的硼化前体BPA-S3; BPA-S3在Boc2O/DMAP存在下, 进一步将氨基(NH)用Boc保护, 得到中间体BPA-S4(图4). 此外, 含10B的硼源是该路线的关键成本项, 需尽可能提高硼的原子利用率. 基于此, 本研究旨在反应路线的后期(倒数第二步)引入含硼官能团, 避免硼化后因反应步骤过长, 造成硼原子利用率降低, 并通过条件筛选确立硼化反应的最优合成条件.
图4 中间体BPA-S3和BPA-S4的合成路线Figure 4 Synthetic route of intermediates BPA-S3 and BPA-S4 Reaction reagents and conditions: (a) I2, NaIO3, AcOH/H2SO4, 70 ℃, 20 h, then NaIO4, 70 ℃, 4 h, 59%; (b) NaHCO3, Boc2O, THF/H2O, r.t., 4 h, 93%; (c) Boc2O, DMAP, tBuOH, r.t., 5 h, 82%; (d) Boc2O, DMAP, THF, 50 ℃, 4 h, 79%. |
采用单硼试剂HBpin为硼源, 系统考察了反应底物、催化剂、碱、溶剂及反应温度等条件, 结果详见表1. 参照文献报道的硼化条件[17-20], 以BPA-S4为底物、PdCl2/dppf为催化剂、三乙胺为碱开展硼化反应, 未检测到硼化产物(表1, Entry 1). 随后, 筛选了一系列金属催化剂及常见的碱, 很遗憾都没有得到相应的硼化产物(表1, Entries 2~8). 再次尝试采用马大为课题组[21]开发的方法, 以CuI为催化剂、NaH为碱进行硼化反应, 可获得64%收率的硼化产物BPA-S5(表1, Entry 9). 进一步活化催化剂, 反应产率提升至80%(表1, Entry 10). 提升反应温度, 产率无明显变化(表1, Entries 11~13). 将NaH替换为叔丁醇钾或碳酸铯, 产率显著降至23%和19%(表1, Entry 14, 15). 降低催化剂用量至5 mol%时, 产率降至50%(表1, Entry 16). 加入Fe(acac)3作为协同催化剂, 硼化反应不发生(表1, Entry 17). 又尝试以BPA-S3为底物进行硼化反应, 未获得目标硼化产物, 原料回收率>80%; 推测原因可能为酰胺的NH具有酸性, 导致频哪醇硼烷负离子难以形成, 反应无法进行(表1, Entries 18~20).
表1 反应条件优化aTable 1 Optimization of the reaction conditions  |
| Entry | Catalyst | Additive | Solvent | Temperature/oC | Yield/% |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Pd(dppf)Cl2 | Et3N | Dioxane | 100 | N.R. |
| 2 | Ni(dppf)Cl2 | Et3N | Toluene | 100 | N.R. |
| 3 | Pd(OAc)2/DPEphosb | Et3N | Dioxane | 100 | N.R. |
| 4 | CrCl3/dtbpyb | Mg | THF | 90 | N.R |
| 5 | Cp2TiCl2 | MeOLi | Neat | 100 | N.R |
| 6 | Pd(dppf)Cl2 | TMEDA | Dioxane | 100 | N.R |
| 7 | Pd(dppf)Cl2 | tBuOK | Dioxane | 100 | N.R |
| 8 | Pd(dppf)Cl2 | Et3N | DMSO | 100 | N.R. |
| 9 | CuI | NaH | THF | r.t. | 64 |
| 10 | CuIc | NaH | THF | r.t. | 80 |
| 11 | CuIc | NaH | THF | 40 | 75 |
| 12 | CuIc | NaH | THF | 55 | 73 |
| 13 | CuIc | NaH | THF | Reflux | 74 |
| 14 | CuIc | tBuOK | THF | r.t. | 23 |
| 15 | CuIc | Cs2CO3 | THF | r.t. | 19 |
| 16 | CuIc, d | NaH | THF | r.t. | 50 |
| 17 | CuI＋Fe(acac)3e | NaH | THF | －10 | N.R. |
| 18f | Pd(dppf)Cl2 | Et3N | Dioxane | 100 | N.R. |
| 19f | Pd(OAc)2/DPEphosb | Et3N | Dioxane | 100 | N.R. |
| 20f | CuIc | NaH | THF | r.t. | N.R. |
a Reaction conditions: BPA-S4 (5.0 mmol), 02 (6.0 mmol), catalysis (10 mol%), additive (7.5 mmol), solvent (20 mL), N2, 3 h. b The amount of the ligand is 2.0 equiv. of the catalyst. c Activated CuI. d CuI (5 mol%). e Fe(acac)3 (10 mol%). f BPA-S3 (5.0 mmol), 02 (6.0 mmol), additive (7.5 mmol), catalysis (10 mol%), solvent (20 mL), 3 h, N2. |
图5 L-BPA的合成路线Figure 5 Synthetic route of L-BPA Reaction reagents and conditions: (a) HBpin, activated CuI, NaH, THF, r.t., 8 h, N2, 75%; (b) aq. HCl (4 mol/L), acetone, reflux, 5 h, 72% |
通过对市场可购买到的物料进行调研, 列举了常见合成L-BPA (10B)路线的物料总成本(表2). Entry 1的BPA合成方法在早期通过格氏反应引入硼原子, 但大部分硼原子在后续反应中流失, 最终产物的硼原子利用率仅为9%. 由于过早引入硼原子, 该合成路线制备 L-BPA的物料成本高达约 20.4万元/kg. Entry 2中的L-BPA合成路线以Suzuki-Miyaura偶联为关键步骤. 然而, 该反应中所用联硼酸酯的两个硼原子仅有一个能有效参与偶联, 导致硼原子的理论利用率上限低于50%. 基于该反应特性, 这条合成路线最终硼原子利用率仅为12%. 大部分硼原子在偶联过程中丢失, 最终该路线的物料成本约为17.3万元/kg. Entry 3的L-BPA高效合成策略存在显著的优劣势差异: 一方面, 相较于此前Suzuki-Miyaura反应中使用的联硼酸酯, 此路线选用的频哪醇硼烷为单硼试剂, 硼原子的利用率大幅提升, 使实际硼原子利用率提高至51%; 另一方面, 离子液体虽具备反应体系稳定、易与产物分离的特点, 但其价格高昂且难以回收循环利用, 导致单次反应成本较高, 最终该路线的物料成本约为7.5万元/kg. Entry 4的L-BPA合成路线中, 1,8-二氨基萘可通过稳定硼基抑制非目标Suzuki偶联副反应, 但1,8-二氨基萘保护基脱除效率较低, 导致未脱除保护基的杂质产物含量较高; 同时因反应早期引入硼原子, 同样使得部分硼原子在后续步骤中流失, 最终硼原子利用率为36%, 该路线的物料成本约为8.1万元/kg. Entry 5的合成路线为本文方法, 通过廉价金属催化下对中间体BPA-S4催化硼化以及后续脱保护析晶, 硼原子引入的效率达54%, 该路线的物料成本约为6.3万元/kg. 综合上述5条合成路线, 本文所报道的方法在硼化过程中选用单硼试剂HBpin作为硼源, 并于合成路线的倒数第二步引入含硼官能团, 有效解决了传统路线中因过早引入硼原子而导致后续步骤硼流失的问题. 结合规模化生产需求与成本控制考量, 该路线因操作简便、硼原子利用率提升, 符合工业化生产的核心要求, 具备中试及后续放大生产的可行性.
表2 L-BPA (10B)路线成本核算Table 2 L-BPA (10B) route cost accounting |
| Entry | Synthetic route of L-BPA (¹⁰B) | Synthetic step | Boron utilization rate/% | Total material cost/ (104 yuan•kg－1) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Synthetic method reported by the Snyder group[10] | 7 | 9 | 20.4 |
| 2 | Synthetic method reported by the Yamamoto group [11] | 6 | 12 | 17.3 |
| 3 | Synthetic method reported by the Zaidlewicz group[12] | 6 | 51 | 7.5 |
| 4 | Synthetic method reported by the Wakamiya group [13] | 7 | 36 | 8.1 |
| 5 | Synthetic method in this work | 6 | 54 | 6.3 |
2 结论
本研究开发了一种基于L-苯丙氨酸衍生物硼化的有效策略. 以L-苯丙氨酸为起始原料, 经氨基与羧基保护, 利用乌尔曼-马反应条件, 即以HBpin为硼源、活化的CuI为催化剂, 以75%收率获得硼化关键中间体BPA-S5. 再通过酸性环境下脱保护, 以及简单的后处理即可得到L-BPA. 该路线含6步线性反应, 总收率为18.3%, 硼化效率为54.0%. 此工艺具有操作简便、成本低廉、无需高毒性试剂的优势, 且合成过程中手性中心无消旋化、可实现高纯度制备. 该策略为L-BPA的临床应用, 以含硼氨基酸为代表的第三代硼药开发提供了重要的方法学参考, 对推动其临床应用及BNCT技术临床转化具有重要意义.
3 实验部分
3.1 仪器与试剂
核磁共振氢谱、碳谱以及硼谱由Bruke 400 MHz(碳谱: 100 MHz, 硼谱: 128 MHz)核磁共振波谱仪在室温下测定, 用TMS作内标, 以氘代氯仿, 氘水以及氘代二甲基亚砜为溶剂. 高分辨质谱(HRMS)通过WATERS I- Class VION IMS Q-Tof质谱仪测得, 部分化合物在高分辨质谱测试中只测得脱Boc保护基之后的离子的峰. 熔点用XT-5型显微熔点测定仪进行测试. 高效液相色谱仪用Agilent 1260 Infinity II进行测试. 试剂和起始原料购自安耐吉、默克、探索和阿拉丁等公司, 且未经进一步纯化直接使用.
3.2 实验方法
3.2.1 化合物BPA-S1的合成
化合物BPA-S1按照文献方法合成[16], 并且化合物的结构数据与参考文献一致. 在装有磁力搅拌子的2 L圆底瓶中加入45.0 g (272.4 mmol, 1.0 equiv.)的L-苯丙氨酸. 继而先后将450 mL的冰醋酸和32 mL浓硫酸加入瓶中, 室温搅拌将原料溶解. 随后将27.8 g碘单质(109.0 mmol, 0.4 equiv.)和10.8 g碘酸钠(54.5 mmol, 0.2 equiv.)加入瓶中, 溶解后升温至70 ℃. 在此温度和N2氛围下搅拌20 h, 溶液颜色由暗紫色变为红色. 向反应中再次加入1.75 g高碘酸钠(8.2 mmol, 0.03 equiv.), 继续在70 ℃和N2氛围下搅拌4 h, 反应逐渐澄清, 并且溶液颜色变为黄色. 反应结束后, 混合物首先在80 ℃下旋蒸除大约300 mL冰醋酸, 得到的粗品用500 mL水溶解, 并用Et2O (300 mL)和二氯甲烷(DCM) (300 mL)各萃取两次. 随后水相用冰浴降温至0 ℃, 并用KOH溶液(5.0 mol/L), 调节体系的pH至7左右, 析出大量固体和盐. 过滤后的固体转移至2 L圆底瓶中, 加入50% aq. EtOH并升温至85 ℃, 使得固体全部溶解. 溶液趁热过滤, 母液在缓慢降至室温析晶12 h. 析晶结束后过滤得到白色固体, 滤饼用150 mL 50% aq. EtOH (0 ℃)洗涤, 干燥后得到45.7 g的淡黄色固体4-碘-L-苯丙氨酸(BPA-S1), 收率为58.9%. 1H NMR (400 MHz, D2O＋NaOH) δ: 7.59 (d, J=6.8 Hz, 2H), 6.95 (d, J=6.8 Hz, 2H), 3.40 (dd, J=6.4, 4.0 Hz, 1H), 2.78 (ddd, J=17.2, 10.8, 5.4 Hz, 2H); 13C NMR (100 MHz, D2O＋NaOH) δ: 181.9, 138.0, 137.5, 131.5, 91.7, 57.3, 40.6. HRMS (ESI) calcd for C9H11O2NI [M＋H]＋ 291.9834, found 291.9857.
3.2.2 化合物BPA-S2的合成
化合物BPA-S2结构数据与参考文献一致[22]. 将44.0 g BPA-S1 (151.3 mmol, 1.0 equiv.)置于带磁子的2 L圆底烧瓶中, 加入19.0 g碳酸氢钠(226.7 mmol, 1.5 equiv.)、400 mL水和400 mL THF搅拌悬浮. 随后缓慢加入39.6 g Boc2O (181.6 mmol, 1.2 equiv.), 加毕后室温下反应4 h. 薄层色谱(TLC)检测反应结束后, 减压浓缩THF, 剩余水相部分加入1.0 mol/L的HCl溶液调节体系pH约为3左右, 加入乙酸乙酯(300 mL×3)萃取, 合并有机相, 用500 mL水洗涤有机相. 有机相用Na2SO4干燥, 减压浓缩, 通过柱层析纯化(展开剂: 石油醚/乙酸乙酯, V∶V=1∶1)得到白色固体N-Boc-4-碘-L-苯丙氨酸(BPA-S2)共55.1 g, 收率93.2%. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 12.64 (s, 1H), 7.62 (d, J=6.4 Hz, 2H), 7.11 (d, J=6.8 Hz, 1H), 7.06 (d, J=6.4 Hz, 2H), 4.06 (m, 1H), 2.87 (ddd, J=19.2, 10.8, 6.0 Hz, 2H), 1.31 (s, 9H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 173.3, 155.4, 137.9, 136.8, 131.6, 92.2, 78.1, 54.9, 35.9, 28.1. HRMS (ESI) calcd for C14H19O4NI [M＋H]＋ 391.0359, found 391.0317.
3.2.3 化合物BPA-S3的合成
化合物BPA-S3结构数据与参考文献一致[23]. 将50.0 g BPA-S2 (127.8 mmol, 1.0 equiv.)置于带磁子的2 L圆底烧瓶中, 加入3.1 g DMAP (25.6 mmol, 0.2 equiv.)和1.2 L叔丁醇. 搅拌悬浮状态下一次性加入33.5 g Boc2O (153.4 mmol, 1.2 equiv.), 室温搅拌30 min, 体系逐渐变为澄清状态. 5 h后TLC检测原料已经反应完毕(若还有原料剩余, 则需分批次补加0.1 equiv.的DMAP和0.6 equiv.的Boc2O, 直至原料反应完毕), 向反应液中加入硅胶, 减压浓缩, 通过柱层析纯化产物(展开剂: 石油醚/乙酸乙酯, V∶V=10∶1)后得到白色固体(S)-2- [(叔丁氧羰基)氨基]-3-(4-碘苯基)丙酸叔丁酯(BPA-S3)共46.8 g, 收率81.9%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.60 (d, J=8.0 Hz, 2H), 6.92 (d, J=8.0 Hz, 2H), 4.99 (d, J=7.6 Hz, 1H), 4.42 (dd, J=13.2, 6.4 Hz, 1H), 2.99 (ddd, J=24.4, 14.0, 7.6 Hz, 2H), 1.40 (s, 9H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 170.8, 155.1, 137.5, 136.2, 131.7, 92.3, 82.4, 79.9, 54.7, 38.1, 28.4, 28.1. HRMS (ESI) calcd for C18H27O4NI [M＋H]＋ 448.0985, found 448.0984.
3.2.4 化合物BPA-S4的合成
化合物BPA-S4结构数据与参考文献一致[24]. 将45.0 g BPA-S3 (100.6 mmol, 1.0 equiv.)置于带磁子的2 L圆底烧瓶中, 加入2.5 g DMAP (20.1 mmol, 0.2 equiv.)和600 mL THF搅拌溶解. 随后向体系中一次性加入65.9 g Boc2O (301.8 mmol, 3.0 equiv.), 加毕升温至50 ℃反应4 h. TLC检测原料已经反应完毕(若还有原料剩余, 则需分批次补加0.1 equiv.的DMAP和1 equiv.的Boc2O, 直至原料反应完毕), 将THF减压浓缩, 剩余粗品加入300 mL乙酸乙酯溶解, 用500 mL水洗涤有机相3次, 有机相用Na2SO4干燥, 减压浓缩, 柱层析(展开剂: 石油醚/乙酸乙酯, V∶V=15∶1)纯化得到白色固体(S)-2-[(双叔丁氧羰基)氨基]-3-(4-碘苯基)丙酸叔丁酯(BPA-S4)共43.5 g, 收率79.1%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.50 (d, J=8.0 Hz, 2H), 6.87 (d, J=8.0 Hz, 2H), 4.93 (dd, J=10.4, 5.2 Hz, 1H), 3.17 (ddd, J=24.4, 14.0, 7.6 Hz, 2H), 1.40 (s, 9H), 1.35 (s, 18H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 168.8, 151.9, 137.6, 137.0, 131.3, 91.5, 82.4, 81.3, 59.5, 35.1, 27.68, 27.71. HRMS (ESI) calcd for C23H35O6NI [M＋H]＋ 548.1509, found 548.1514.
3.2.5 化合物BPA-S5的合成
活化CuI的步骤: 500 mL的烧杯中加入100 mL的水, 加入碘化钠配成NaI的饱和溶液, 随后将碘化钠溶液加热至沸腾(期间需补加NaI), 随后向溶液中加入CuI, 直至CuI刚好为饱和溶液, 维持此温度搅拌30 min. 搅拌结束后, 将溶液快速倾倒入500 mL的水中, 此时析出大量白色固体, 将固体过滤后, 依次用200 mL水、乙醇和乙醚冲洗滤饼, 干燥后得到活化的CuI.
化合物BPA-S5结构数据与参考文献一致[25]. 将40.0 g BPA-S4 (73.1 mmol, 1.0 equiv.)置于干燥的带磁子的2 L三口烧瓶中, 加入1.4 g 活化CuI (7.31 mmol, 10 mol%)和5.8 g的NaH (60%, 146.2 mmol, 2.0 equiv.), 并将体系置换为N2氛围. 随后加入500 mL超干THF搅拌悬浮, 向体系中缓慢滴加14.0 g的HBpin (109.7 mmol, 1.5 equiv.)(滴加过程中有大量的气体产生, 注意排气), 室温搅拌8 h, TLC检测反应完毕. 向体系中缓慢加入300 mL水淬灭反应, 随后减压浓缩THF, 得到的水相加入300 mL乙酸乙酯萃取3次, 合并有机相, 再用500 mL水反洗一次. 有机相用Na2SO4干燥, 减压浓缩, 得到的粗品柱层析纯化(展开剂: 石油醚/乙酸乙酯, V∶V=20∶1)得到无色油状液体(S)-2-[(双叔丁氧羰基)氨基]-3-[2-二氧杂硼杂环戊烷-2-硼基)苯基]丙酸叔丁酯(BPA-S5)共30.1 g, 收率75.2%). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.68 (d, J=7.8 Hz, 2H), 7.16 (d, J=7.8 Hz, 2H), 5.02 (dd, J=10.4, 5.2 Hz, 1H), 3.28 (ddd, J=24.4, 14.0, 7.6 Hz, 2H), 1.44 (s, 9H), 1.38 (s, 18H), 1.30 (s, 12H); 13C NMR (100 MHz, MeOD) δ: 170.5, 153.4, 142.5, 135.6, 135.6, 129.9, 84.8, 83.9, 82.7, 61.1, 36.7, 28.1, 28.0, 24.9; 11B NMR (128 MHz, MeOD) δ: 30.78 (s). HRMS (ESI) calcd for C29H47O8NB [M＋H]＋ 548.3395, found 548.3400.
3.2.5 化合物L-BPA的合成
化合物L-BPA结构数据与参考文献一致[26]. 将30.0 g BPA-S5 (54.8 mmol, 1.0 equiv.)置于带磁子的2 L圆底烧瓶中, 加入300 mL丙酮搅拌溶解, 随后加入41.0 mL的4.0 mol/L的盐酸溶液(164.4 mmol, 3.0 equiv.), 升至55 ℃回流反应5 h. TLC监测原料反应完全, 减压浓缩丙酮, 水相用200 mL DCM洗涤1遍, 并用冰浴降至0 ℃, KOH溶液调节pH至6左右, 析出大量固体. 静置30 min后过滤, 滤饼用100 mL冰水洗涤, 50 ℃鼓风干燥得到白色固体(S)-2-氨基-3-(4-硼酸基苯基)丙酸(L-BPA)共8.3 g, 收率71.9%. : 1H NMR (400 MHz, D2O＋CF3COOH) δ: 7.46 (d, J=6.4 Hz, 2H), 7.05 (d, J=6.4 Hz, 2H), 4.09 (dd, J=6.0, 4.8 Hz, 1H), 3.02 (ddd, J=18.0, 11.6, 5.2 Hz, 2H); 13C NMR (100 MHz, D2O＋CF3COOH) δ: 170.9, 136.4, 134.2, 128.7, 53.6, 35.3; 11B NMR (128 MHz, D2O＋CF3COOH) δ: 28.18 (s). HRMS (ESI) calcd for C9H13O4NB [M＋H]＋210.0938, found 210.0942.
3.2.6 化合物L-BPA的液相分析
纯度分析方法: 将化合物L-BPA溶解于1%盐酸乙腈中, 配置为1.0 mg/mL的溶液, 随后使用Agilent 1260 Infinity II高效液相色谱仪进行测试, 该仪器配备CHIRALPAK®ZWIX (＋) (150 mm×4.0 mm, 3.0 μm)色谱柱以及UV检测器, 检测波长为254 nm. 流动相为甲醇-乙腈-水(V∶V∶V=45∶45∶10)＋10 mmol/L甲 酸＋5 mmol/L二乙胺; 进样量为5 μL, 流速为0.5 mL/ min; 柱温为25 ℃.
手性异构体分析检测方法: 将化合物L-BPA溶解于1%盐酸乙腈中配置为1.0 mg/mL的溶液, 随后使用Agilent 1260 Infinity II高效液相色谱仪进行测试, 该仪器配备Waters Xbridge Amide (250 mm×4.6 mm, 3.5 μm)色谱柱以及UV检测器, 检测波长为220 nm; 进样量为10 μL, 流速为1.0 mL/min; 柱温为30 ℃. 流动相A为0.02%磷酸-0.02氨水-水溶液, 流动相B为乙腈, 按表3进行洗脱.
表3 流动相A和流动相B的梯度洗脱条件Table 3 Mobile phase composition of gradient elution |
| t/min | Mobile phase A/% | Mobile phase B/% |
|---|---|---|
| 0 | 10 | 90 |
| 3 | 10 | 90 |
| 28 | 30 | 70 |
| 35 | 30 | 70 |
| 35.1 | 10 | 90 |
| 45 | 10 | 90 |
辅助材料(Supporting Information) 化合物BPA-S1~BPA-S5和L-BPA的核磁共振氢谱、碳谱, BPA-S5和L-BPA的核磁共振硼谱, 以及L-BPA的高效液相数据. 这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.
(Lu, Y.)