Способ получения N-ацетил-L-глутамина

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Куваева Зоя Ивановна Лопатик Дина Владимировна Книжникова Анна Николаевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физикоорганической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения -ацетилглутамина, включающий ацетилирование -глутамина уксусным ангидридом в водной среде в присутствии основания и выделение конечного продукта, отличающийся тем, что ацетилирование осуществляют в присутствии гидрокарбоната натрия при температуре 5-20 С, при этом молярное соотношение -глутамина,уксусного ангидрида и гидрокарбоната натрия составляет 1,0(1,25-1,50)(2,0-2,5), полученную смесь подкисляют до 2,0-2,5 и выделяют конечный продукт кристаллизацией. Изобретение относится к способам получения аминокислот и их производных, применяемых для медицинских целей, в частности способу получения -ацетилированного производного -глутамина - -ацетилглутамина (2-ацетиламино-4-карбамоил-масляной кислоты) формулы мол. масса 188,18. Известно использование -ацетилглутамина для медицинских целей. Его можно применять для лечения кишечной мукозы 1, соли -ацетилглутамина с алюминием могут использоваться в качестве противоязвенных препаратов 2, 3, запатентовано его использование в стоматологии 4, также сообщается о проявлении им антиконвульсивного действия 5, 6. -ацетилглутамин находит применение в спортивной медицине в качестве компонентов препаратов для повышения интенсивности тренировок, роста мускулатуры и силы, выносливости, защиты и восстановления поврежденных сухожилий и связок.-ацетилглутамин может быть получен биотехнологическим путем 7, а также химическим синтезом. Известен способ получения -ацетилглутамина путем ацетилирования сложного -эфира -глутаминовой кислоты с последующим его амидированием 8,9, а также непосредственным ацетилированием -глутамина 5, 10. Прямое ацетилирование является наиболее предпочтительным с химической точки зрения, однако в процессах его проведения, согласно указанным способам, имеется ряд недостатков. Так, например, ацетилирование -глутамина уксусным ангидридом проводят в среде уксусной кислоты 5. Использование уксусной кислоты удорожает процесс, осложняет условия труда из-за ее резкого запаха и раздражающего действия на кожу и слизистые, а также пожароопасности уксусной кислоты. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу получения -ацетилглутамина является способ ацетилирования -глутамина уксусным ангидридом в водной среде при температуре 30-32 С в присутствии основания пиридина - с последующим концентрированием реакционной смеси при пониженном давлении и получением в остатке продукта реакции 10, прототип. Недостатком этого способа является использование в большом количестве пиридина,имеющего крайне неприятный запах и являющегося токсичным веществом, а также необходимость концентрирования реакционной смеси при пониженном давлении для выделения продукта реакции. Задача настоящего изобретения - упрощение способа получения -ацетилглутамина. Поставленная задача решается тем, что в способе получения -ацетилглутамина ацетилированием -глутамина уксусным ангидридом в водной среде в присутствии основания и последующим выделением целевого продукта в качестве основания используют натрия гидрокарбонат, ацетилирование ведут при температуре 5-20 С и молярном соотношении реагирующих компонентов -глутаминуксусный ангидриднатрия гидрокарбонат, равном 1,0(1,25-1,5)(2,0-2,5), а выделение -ацетилглутамина проводят кристаллизацией при подкислении реакционной среды до 2,0-2,5. Сущность предлагаемого способа получения -ацетилглутамина иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. В 6-литровый стеклянный реактор, снабженный мешалкой, термометром и капельной воронкой, загружают 3800 мл воды и 504 г (6 моль) натрия гидрокарбоната, перемешивают при температуре 18-20 С до растворения, вводят 876 г (6 моль) -глутамина, перемешивают 20-30 мин, вводят дополнительно 504 г (6 моль) натрия гидрокарбоната,реакционной среды имеет значение 8,0-9,0. Реакционную смесь охлаждают до 10-12 С и вводят по каплям 918 г (9 моль) уксусного ангидрида, поддерживая температуру не выше 15 С. По окончании введения уксусного ангидрида выдерживают реакционную смесь при перемешивании в течение 40 мин, затем добавляют по каплям 1060 мл 37 соляной кислоты до значения 2,0-2,5 и оставляют на кристаллизацию при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре ледяной водой, затем спиртом, сушат при 50-60 С и получают 675 г -ацетилглутамина (выход 95 ). После перекристаллизации получают продукт в виде белых игл с температурой плавления 196198 С и степенью чистоты 100,5(определена формольным титрования). Данные элементного анализа 71224. Вычислено,С 44,63 Н 6,3714,89 найдено,С 44,33 Н 6,5814,85. ИК-спектры (продукт в твердом виде) содержат следующие полосы (функциональная группа - частота колебания, см-1)- 3447, СН 3 и 2 - 2925 и 2870 СО (амид ) 1679,(амид ) - 1585 см-1. Примеры 2-8. Реакцию осуществляют аналогично описанному в примере 1. Условия реакции приведены в таблице. Степень чистоты продуктов после перекристаллизации 99-101 . 2 11089 1 2008.08.30 Пример (по прототипу). 43,8 г (0,3 моль) -глутамина суспендируют в 40 мл воды и 80 мл (1,0 моль) пиридина,затем в эту смесь при перемешивании вводят 55 мл (0,495 моль) уксусного ангидрида при температуре 30-32 С. Суспензию перемешивают 30 мин, затем концентрируют при пониженном давлении (8-9 мм рт. ст.) и получают в остатке 52,5 г (выход 92 ) -ацетил-глутамина с температурой плавления 189-195 С и степенью чистоты 98 . Зависимость выхода -ацетилглутамина от условий реакции Исходные реагенты, моль Продолжительность выдержи Температура вания реакци- Выход,уксусный натрия гидропримера глутамин реакции, С онной смеси,ангидрид карбонат мин 1 6,0 9,0 12,0 12-15 40 95 2 6,0 9,0 12,0 10-12 30 91 3 1,0 1,25 1,5 18-20 40-45 88 4 1,0 1,5 2,5 18-20 то же 93 5 1,0 1,5 2,5 5-6 60 93 6 1,0 1,25 2,0 5-6 40-45 90 7 1,0 1,0 1,5 15-16 то же 80 8 1,0 2,0 2,5 15-16 95 прототип 0,3 0,495 1,0 (пиридин) 30-32 30 93 Из таблицы видно, что наиболее оптимальным является молярное соотношение реагирующих компонентов -глутаминуксусный ангидриднатрия гидрокарбонат, равное 1,0(1,25-1,5)(2,0-2,5). На примере 8 видно, что использование в реакции повышенного количества уксусного ангидрида по отношению к исходному -глутамину свыше 1,5 стехиометрического количества нерационально, т.к. это не приводит к повышению выхода. Благоприятной температурой осуществления реакции является область температур от 10 до 20 С. Экспериментальным путем установлено, что при осуществлении реакции ацетилирования -глутамина при температуре свыше 20 С происходит побочная реакция гидролиза амидной группы и продукт реакции содержит в качестве примеси -ацетил-глутаминовую кислоту. Продолжительность выдерживания реакционной смеси после введения уксусного ангидрида не оказывает существенного влияния на выход продукта ацетилирования, и этот период составляет 30-45 мин. Источники информации 1. Патент США 5646118, МПК А 61 031/23,1996. 2. Заявка Японии 83 18320, МПК А 61 33/13, 1983. 3. Заявка Японии 81 113750, МПК С 07 С 103/49, 1981. 4. Патент США 5286480, МПК А 61 007/16, 1994. 5. Патент Испании 508783, МПК С 07 С 103/48, 1982. 6. Патент Великобритании 792576, НКИ (А 1 В 1 к), 1958. 7. Патент Кореи 91 07855, МПК С 12 Р 13/14, 1991. 8. Патент США 2798092, НКИ 260-534, 1957. 9. Патент ФРГ 2442191, МПК С 07 С 103/18, 1976. 10. Патент Швейцарии 408042, МПК С 07 С, 1966 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3