4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯的改进制备方法

背景技术

异双功能交联剂4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯(SMCC)是一类含有N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活性酯和马来酰亚胺的双功能偶联剂,可以分别将含有巯基和氨基的化合物键接在一起,作为链接子将抗体与毒素分子连接起来,在免疫实验、肿瘤成像的放射性标记中应用广泛。

Yoshitake及其团队(Yoshitake S,et al.Eur.J.Biochem.1979,101(2),395-399) 首先报道以反式氨甲环酸为原料合成4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯,首先将反式氨甲环酸与马来酸酐反应生成反式氨甲环酸马来酰胺,在乙酸酐及醋酸钠作用下环合,再用氯化亚砜将羧基转化为酰氯，与N-羟基丁二酰亚胺经酯化反应得到4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯,收率25%左右。但是该工艺中使用了氯化亚砜强腐蚀性试剂,并且使用了苯作为溶剂，不符合绿色化学的理念,尤其不符合药物合成溶剂的使用规范。

1991年,Nielsen和Buchardt报道(Nielsen O,et al.Synthesis.1991,10,819-821)了一锅法合成4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯的方法,氨甲环酸与马来酸酐反应生成氨甲环酸的马来酰胺,然后再加入DCC和NHS(N-羟基琥珀酰亚胺),反应完成后经提取、浓缩、结晶得到SMCC。上述方法制备4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯过程中,主要的问题是采用DCC缩合剂,缩合剂无法回收,分离困难,不适合大量制备。

制备方法

500mL三口瓶中,机械搅拌下将15g反式-4-(马来酰亚胺甲基) -环己烷羧酸、16gN,N-二琥珀酰亚胺基碳酸酯和200g二氯甲烷混合,缓慢滴加三乙胺12.4g,滴加过程中有大量气泡出现,保持反应内温10℃左右。滴加完毕后,搅拌1h,取样分析,原料反应完全，加入150g水洗涤两次,有机相加入异丙醇,减压回收二氯甲烷,然后升温至60℃,搅拌1h后,冷却至20℃,过滤,得17g 4-(N-马来酰亚胺基甲基)环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺酯固体纯品。收率80%,纯度99%。¹HNMR(400MHHz,DMSO-d₆)δ7.02(s,2H),3.26(d,J=6.6Hz,2H),2.80(s,4H),2.74-2.65(m,1H),1.99(d,J=11.8Hz,2H),1.67(d,J=12.7Hz,2H),1.59(s,1H),1.37(dd,J=24.3,11.9Hz,2H),1.04(dd,J=24.2,11.8Hz,2H)。¹³CNMR(400MHz,DMSO-d₆)δ171.8(2C),171.4,170.7(2C),134.9(2C),43.2,39.9,36.1,29.0 (2C),28.3(2C) ,25.9(2C)。ESI-HRMS(m/z) [M+Na]⁺:caled for C₁₆H₁₈N₂NaO₆：357.1063；found 357.1064[1]。

参考文献

[1] 上海格苓凯生物科技有限公司,华东师范大学. 一种利用N,N-二琥珀酰亚胺基碳酸酯制备异双功能交联剂SMCC的方法:CN202210427694.1[P]. 2022-10-21.