Verfahren zur Herstellung von Estern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Estern der Formel
Ac-OR (I) worin R einen mindestens 8 C-Atome enthaltenden langkettigen Kohlenwasserstoffrest und Ac den Acylrest eines von einer a-Aminomonocarbonsäure abgeleiteten Di- oder Tripeptids bedeutet, welche ausser der a-Amino gruppe noch mindestens eine weitere basische Gruppe enthält, sowie von Säureadditionssalzen solcher Ester.
Der durch das Symbol R dargestellte langkettige, mindestens 8 C-Atome enthaltende Kohlenwasserstoffrest kann gesättigt oder ungesättigt und geradkettig oder verzweigtkettig sein. Vorzugsweise weist er eine Kettenlänge von 10-20, insbesondere 10-16, C-Atomen auf.
Beispiele von bevorzugten R-Resten sind die folgenden Alkylgruppen: n-Decyl, n-Dodecyl, n-Octadecyl, n-Eicosyl und insbesondere nwTetradecyl und n-Hexadecyi. a-Aminomonocarbonsäuren, die ausser der a-Aminogruppe noch mindestens eine weitere basische Gruppe, wie z. B. die Iminogruppe (beispielsweise im Histidin), insbesondere eine weitere Aminogruppe, wie in den Diaminomonocarbonsäuren, enthalten, werden im folgenden kurz als basische a-Aminomonocarbonsäuren bezeichnet. Beispiele von Diaminomonocarbonsäuren sind: a,ss- Diamino-propionsäure, α,γ-Diamino-butersäure, Ornithin, Lysin und Arginin.
Im Arginin liegt die eine Aminogruppe als Teil der Guanidinogruppe [-NH-C (NH)-NH2] vor. Bevorzugte Vertreter solcher basischer α-Amino- monocarbonsäuren sind die nativen Aminosäuren der Proteine, insbesondere das Lysin.
Die basischen a-Aminomonocarbonsäuren können in racemischer (D,L) oder in optisch aktiver (D- oder L Form) vorliegen. Bevorzugt sind die natürlichen Vertreter mit L-Konfiguration.
Eine erste Gruppe von Verfahrensprodukten bilden die langkettigen Ester von basischen Dipeptiden, das heisst solche Verbindungen der Formel I, in denen das Symbol Ac den Acylrest eines von einer basischen a-Aminomonocarbonsäure abgeleiteten Dipeptids bedeutet. Beispiele solcher Dipeptide sind: Seryl-lysin, Lysyl-serin, Lysyl4ysin. Definitionsgemäss soll mindestens ein Baustein des Peptids basischer Natur sein. Der zweite Baustein kann eine neutrale (das heisst eine ausser der a-Aminogruppe keine basische Gruppe aufweisende) a-Aminomonocarbonsäure oder ebenfalls eine basische a-Aminomonocarbonsäure sein.
Als neutrale a-Aminomonocarbonsäuren kommen insbesondere die natürlichen, in den Proteinen vorliegendenVertreter dieser Körperklasse in Betracht, wie Alanin, Phenylalanin, Cystein, Cystin, Methionin, Glycin, Leucin, Isoleucin, Valin, Normalen, Prolin, Serin, Threonin und Tyrosin.
Wie die basischen Komponenten können auch die neutralen Komponenten (wenigstens diejenigen mit einem Asymmetriezentrum) sowohl in racemischer als auch in optisch aktiver Form vorliegen.
Bei den aus einer neutralen und einer basischen a-Aminomonocarbonsäure aufgebauten Dipeptiden kann unterschieden werden zwischen Dipeptiden, bei denen die endständige Carboxylfunktion Teil der neutralen Säurekomponente bildet (wie z. B. im Lysyl-serin) und solchen Dipeptiden, bei denen die endständige Carboxylfunktion Teil der basischen Säurekomponente bildet (wie z. B. im Seryl-lysin). Im letzteren Fall ist weiter zwischen a-amid- und co-amidartig verknüpften Dipeptiden zu unterscheiden (Beispiele: N -Seryl-lysin bzw.
N6-Seryl-lysin). Die letztere Unterscheidung ist natürlich auch bei den aus zwei basischen Komponenten aufgebauten Dipeptiden zu berücksichtigen (Beispiele : N -Ly- syl-lysin bzw. Ng-Lysyl-lysin).
Als Beispiele von langkettigen Estern aus dieser ersten Gruppe von Verfahrensprodukten (Dipeptidester) können genannt werden: Nα-L-Ariginyl-L-arginin-n-decylester,
Nα-D-Seryl-L-lysin-n-hexadecylester,
N#-L-Phenylalanyl-L-lysin-n-tetradecylester,
L-Lysyl-L-phenylalanin-n-hexadecylester, Nα-L-Lysyl-L-lysin-n-dodecylester.
Der Einfachheit halber wird im folgenden und insbesondere in den Ausführungsbeispielen die a-amidartige Verknüpfung nicht stets speziell als solche bezeichnet.
Eine zweite Gruppe von Verfahrensprodukten bilden die langkettigen Ester von basischen Tripeptiden, das heisst solche Verbindungen der Formel I, in denen das Symbol Ac den Acylrest eines von einer basischen a-Aminomonocarbonsäure abgeleiteten Tripeptids bedeutet. Es gelten für diese Verbindungsgruppe dieselben Aufbauprinzipien, wie sie vorstehend für die Dipeptidester abgehandelt worden sind. Neben der einen (definitionsgemäss basischen) a-Aminocarbonsäure-Komponente können somit die zweite und die dritte Komponente von basischen und/oder neutralen a-Aminomono carbonsäuren abgeleitet sein. Ferner ist auch bei den Tripeptidestern zu unterscheiden zwischen Verbindungen, bei denen die Estergruppe einer basischen Säure kompollWnte und solchen, bei denen die Estergruppe einer neutralen Säurekomponente angehört.
Die Mannig- faltigkeit, die sich aus den verschiedenen Möglichkeiten der Verknüpfung der Peptidbausteine (a-amid- und/oder et-amidartig) ergibt, ist hier naturgemäss noch grösser als bei den Dipeptidestern.
Beispiele von langkettigen Estern aus dieser zweiten Gruppe von Verfahrensprodukten (Tripeptidestern) sind:
L-Lysyl-L-lysyl-L-lysin-n-hexadecylester, Nα-L-Lysyl-(N@-L-lysyl)-L-lysin-n-tetradecylester,
Glycyl-L-lysyl-L-lysin-n-dodecylester.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Ester der Formel Ac1-OR (IV) worin Act den Acylrest einer ausser der c-Z-Aminogruppe keine oder mindestens eine weitere basische Gruppe tragenden a-Aminomonocarbonsäure oder eines aus solchen Säuren aufgebauten Dipeptids und R dasselbe wie oben bedeutet, mit einer Verbindung der Formel Ac2-OH (V) worin Ac2 den Acylrest einer a-Aminomonocarbonsäure oder eines aus a-Aminomonocarbonsäuren aufgebauten Dipeptids bedeutet, oder mit einem reaktionsfähigen Derivat einer solchen Verbindung N-acyliert, wobei der Ac2-Rest ausser der α
-Aminograppe mindestens noch eine weitere basische Gruppe enthalten soll, falls der Acl-Rest keine solche Gruppe enthält.
Die freien Aminogruppen der Ausgangsmaterialien können mit den üblichen Schutzgruppen blockiert werden. Solche N-Schutzgruppen sind beispielsweise die Carbobenzoxy-, Tosyl-, Phthalyl-, Trityl-, Formyl-, Tri fluoracetyl- und die tert. Butyloxycarbonylgruppe. Für die Guanidinogruppe des Arginins kommt bekanntermassen auch die Nitrogruppe als Schutzgruppe in Betracht.
Langkettige Ester von Dipeptiden lassen sich aus langkettigen Estern von basischen oder neutralen a Aminomonocarbonsäuren durch a- oder gegebenenfalls. cs-amidartigD Verknüpfung mit einem weiteren a-Aminomonocarbonsäure-Baustein gewinnen. Geht man von einem langkettigen Ester einer basischen a-Aminomono- carbonsäure aus, z. B. dem n-Dodecylester von Orni- tkin so kann die zum Peptidaufbau vorgesehene zweite Aminosäurekomponente basischer oder neutraler Natur sein, wie z. B. Ornithin oder Threonin. Verwendet man hingegen als Ausgangsstoff einen Ester einer neutralen a-Aminomonocarbonsäure, wie z.
B. einen Leucinester, so kommt als zweiter Peptidbaustein nur eine basische a-Aminomonocarbonsäure in Betracht, da ja im Molekül des Endprodukts mindestens eine Aminosäurekom- ponente basischer Natur sein soll.
Der Aufbau von Dipeptidestern aus den entsprechenden Estern von a-Aminomonocarbonsäuren kann nach den üblichen Methoden der Peptidchemie durch N-Acylierung von Aminocarbonsäureestern mit einer den gewünschten Acylrest Ac2 abgebenden Verbindung bewerkstelligt werden. So kann man beispielsweise eine a-Aminomonocarbonsäure mit einem langkettigen Ester einer a-Aminomonocarbonsäure in Gegenwart eines Kondensationsmittels (wie eines Carbodiimids, z. B. Dicyclohexylcarbodiimid, oder von Carbonyldiimidazol oder 2-Äthyl-5-metasulfonato-phenylisoxazol) umsetzen.
Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise bei niedriger Temperatur (z. B. im Bereiche von etwa 0-200 C) in Gegenwart eines Lösungsmittels, wie Dimethylformamid, Chlo- roform, Methylenchlorid, Essigester, Tetrahydrofuran usw.
Man kann ferner zur N-Acylierung der Esterkomponente als Acylierungsmittel ein in der Carboxylgruppe funktionell abgewandeltes Derivat einer α-Aminomono- carbonsäure verwenden, beispielsweise das Azid, ein Halogenid (wie das Chlorid), einen energiereichen Ester (wie den p-Nitrophenylester, den Thiophenylester oder den Cyanmethylester), oder ein gemischtes Anhydrid mit einer anorganischen Säure (wie Kohlensäure, Schwe- felsäure, Phosphorsäure). Die Umsetzung kann bei Raumtemperatur oder tieferer Temperatur vorgenommen werden.
Eine Methode, die sowohl eine Aktivierung der Carboxylgruppe des Acylierungsmittels wie der Aminogruppe der Esterkomponente zulässt, ist diejenige nach Anderson, bei welcher mittels Tetraäthylpyrophosphit [(C2H5O)2=POP=(OC2H5)2] die Carboxylgruppe in eine Gruppe -COOP(OC2H5)2 und die Aminogruppe in eine Gruppe -NHP(OC2H5)2 übergeführt wird.
Ester von basischen a-Aminomonocarbonsäuren, wie der a,w-Diaminomonocarbonsäuren können in der aund/oder der co-Aminogruppe acyliert werden. Die Acylierung in Na (bzw. NW) kann durch Blockierung der w- (bzw. a-) Aminogruppe erreicht werden. Zur Blockie- rung der Aminogruppe eignen sich die bereits oben erwähnten Schutzgruppen, wie die Carbobenzoxy- oder Formylgruppe. Wird keine der beiden Aminogruppen der basischen Esterkomponente geschützt, so können N*, N-Diacylderivate (Tripeptidester) erhalten werden.
Ausser auf die oben genannte Art können lang- kettige Ester von Tripeptiden auch durch Kondensation eines a-Aminomonocarbonsäureesters mit einem Dipeptid oder durch Kondensation eines Dipeptidesters mit einer a-Aminomonocarbonsäure erhalten werden.
So kann z. B. der n-Decylester von Lysyl-lysyl-lysin dadurch erhalten werden, dass man den N#-geschützten n-Decylester von Lysin mit einem in sämtlichen Aminogruppen geschützten Lysyl-lysin-azid acyliert und hierauf die Schutzgruppen abspaltet. Zum selben Tripeptidester gelangt man aber auch durch N < l-Acylierung eines in den ±-Aminogruppen geschützten Lysyl-lysin-n-decylesters mit gegebenenfalls N-geschütztem Lysin und anschliessende Abspaltung der Schutzgruppen.
Die Abspaltung von Schutzgruppen nach erfolgter N-Acylierung kann auf an sich bekannte Art erfolgen, beispielsweise durch Hydrogenolyse oder Hydrolyse. Die Carbobenzoxy-Schutzgruppe kann z. B. mittels katalytisch aktiviertem Wasserstoff (unter Verwendung von z. B. Palladium als Katalysator) oder mittels HBr/Eisessig abgespalten werden, Die Formyl-Schutzgruppe kann mit Mineralsäuren in der Kälte abgespalten werden und so weiter.
Als Basen erhaltene Verfahrensprodukte lassen sich nach bekannten Methoden in Säureadditionssalze überführen, aus denen die Basen auf ebenfalls bekannte Art freigesetzt werden können. Zur Bildung von Säureadditionssalzen können die üblicherweise für diesen Zweck verwendeten anorganischen und organischen Säuren eingesetzt werden, beispielsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure, Halogenwasserstoffsäure (wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure), Oxalsäure, Essigsäure, Citronensäure, Weinsäure, Sorbinsäure, p-Toluolsulfonsäure usw.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erha lichen Produkte zeichnen sich bei geringer Toxizität durch hohe antibakterielle Wirksamkeit gegen grampositive Bakterien (wie Pneumokokken, Streptokokken, Milzbrandbazillen, Staphylokokken, Enterokokken) und gramnegative Bakterien (wie Escherichia coli, Salmonella typhi murium, Shigelia, Klebsiella pneumoniae, insbesondere auch Pseudomonas aeruginosa) aus. Die Verfahrensprodukte können dementsprechend als Desinfektionsmittel zu medizinischen und nichtmedizinischen Zwecken, beispielsweise zur Desinfektion von Räumlichkeiten, Apparaturen und Gerätschaften der Milchwirtschaft, verwendet werden. Sie können ferner als Antiseptika bei Mensch und Tier (z. B. zur Prophylaxe und Bekämpfung der Mastitis der Säugetiere, insbesondere der Rinder) Verwendung finden.
Die Verfahrensprodukte können als Heilmittel in Form pharmazeutischer Präparate Verwendung finden, welche sie oder ihre Salze in Mischung mit einem für die enterale oder parenterale Applikation geeigneten pharmazeutischen, organischen oder anorganischen inerten Trägermaterial enthalten. Die pharmazeutischen Präparate können in fester Form oder in flüssiger Form, z. B. als Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen, vorliegen. Sie können auch noch andere therapeutisch wertvolle Stoffe enthalten.
In den nachfolgenden Beispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben. Das Symbol Z bedeutet die Carbobenzoxygruppe.
Beispiel 1
6,8 g L-Phenylalanin-n-hexadecylester und 7,2 g Nα-Z(N#-Z)-L-lysin werden in 40 ml Dimethylformamid gelöst, bei 0 mit 3,55 g Dicyciohexylcarbodiimid versetzt und 20 Stunden bei 0 stehengelassen. Durch kurzes Erwärmen wird die erstarrte Masse verflüssigt, rasch abgekühlt und der Dicyclohexylharnstoff abgenutscht. Das Filtrat wird mit Essigester verdünnt, dann mit in Salzsäure, 5 % iger NaCl-Lösung, in Ammoniak und 5 % iger NaCl-Lösung neutralgewaschen, über Na2SO4 getrocknet, eingedampft und der Rückstand aus Essigester/ Petroläther kristallisiert.
Der erhaltene N-geschü'tzte Dipeptidester wird in Eisessig mit Wasserstoff in Gegenwart von 5 % iger Palladiumkohie decarbobenzoxyliert, der Katalysator abgetrennt, das Filtrat eingedampft, der Rückstand mit 4n HCl/Methanol eingedampft und mit Aceton vermischt. Das so erhaltene L-Lysyl-L-phenyl alanin-n-hexadecylester-dihydrochlorid wird abgenutscht und aus Äthanol umkristallisiert. Schmelzpunkt 160 bis 1620; [a] D20 = + 20,40 (c = 2 in Methanol).
Beispiel 2
23 g Na - Formyl - (N-Z)-L-o,y-diaminobuttersäure n-hexadecylester (Schmelzpunkt 89-910; [a] r3 = -12,10; c = 2 in Methanol) werden in Eisessig mit 5 % iger Palladiumkohle und Wasserstoff decarbobenzoxyliert. Der Katalysator wird dann abgenutscht, das Filtrat im Vakuum eingedampft, der Rückstand mit Wasser, Essigester und überschüssigem Ammoniak ausgeschüttelt, die Essiges'terphase mit Wasser gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und im Vakuum eingedampft. Man erhält so den Nα-Formyl-L-α,γ-diaminobuttersäure-n-hexadecyl- ester als zähes Öl, das beim Abkühlen kristallisiert.
Eine Lösung von 15 g des erhaltenen Esters und 15,7 g Nα-Z(Nγ-Z)-D-α,γ-Diaminobuttersäure in 70 ml Dimethylformamid wird bei GO mit einer Lösung von 8,4 g Dicyclohexylcarbodiimid versetzt und 20 Stunden bei 0 stehengelassen. Dann wird der ausgeschiedene Dicyclohexylharnstoff abgenutscht, das Filtrat mit 500 ml Essigester verdünnt, mit in Essigsäure, Wasser und in Ammoniak neutralgewaschen und die Essigesterlösung über Na2SOo getrocknet und hierauf im Vakuum eingedampft.
Der so erhaltene Nα-Formyl-Nγ-[Nα-Z(Nγ- Z)-D-α,γ-diaminobutyryl]-L-α,γ-diaminobuttersäure-n- hexadecylester wird aus Essigester/Petroläther kristalli siert. Schmelzpunkt 114-116 ; [a] D20= - 6,90 (c = 2 in Dimethylformamid).
5 g des so erhaltenen N-geschützten Dipeptidesters werden in Eisessig mit Wasserstoff in Gegenwart von 5 % iger Palladiumkohie decarbobenzoxyliert. Dann wird der Katalysator abgenutscht, das Filtrat im Vakuum eingedampft und der Rückstand mit 30 ml 4n HCl/Methanol während 5 Stunden bei 200 deformyliert. Man dampft hierauf die Lösung im Vakuum ein, vermischt den Rückstand mit Aceton, nutscht ab, fällt aus Methanol/Aceton und Methanol/Essigester um und trocknet im Vakuum bei 60 . Das so erhaltene N ;-(D-a, y-Diaminobutyryl)-L-cl, y-diaminobuttter- säure-n-hexadecylester-trihydrochlorid schmilzt bei 190-193 (Zersetzung) ; [a]20 - - 15,70 (c = 3 in Methanol).
Beispiel 3
32 g Nα-Formyl-(N#-Z)-L-lysin-n-hexadecylester werden in Eisessig mit Palladiumkohle und Wasserstoff decarbobenzoxyliert. Der Katalysator wird dann abgenutscht, das Filtrat im Vakuum eingedampft, der Rückstand mit einer Mischung von Wasser und Essigester gelöst, die Lösung mit konzentriertem Ammoniak auf ein pH von 9-10 eingestellt, hierauf mit Essigester extrahiert, die Essigesterphase über Na2SO4 getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der als Rückstand erhaltene Na-Formyl-L-lysin-n-hexadecylester erstarrt beim Abkühlen.
22 g des so erhaltenen Aminosäureesters und 22,9 g Nα-Z(N#-Z)-L-Lysin werden in 50 ml Dimethylformamid gelöst, bei GO mit einer Lösung von 11,3 g Dicyclohexylcarbodiimid versetzt und 24 Stunden bei GO stehengelassen. Das erhaltene dicke Gel wird durch Erwärmen verflüssigt, dann der Dicyclohexylharnstoff abgenutscht und das Filtrat in in Essigsäure ausgefällt. Man nutscht den Niederschlag ab und fällt ihn aus Dimethylformamid/ in Ammoniak um. Der so erhaltene Nα-Formyl-N#-[Nα-Z(N#-Z)-L-lysyl]-L-lysin- n-hexadecylester wird abgenutscht, mit Wasser gewaschen, im Vakuum getrocknet und aus Essigester/Petroläther umkristalli siert. Schmelzpunkt 102-104 ; [α]D23=-10,2 (c=2 in Methanol).
15 g des so erhaltenen Dipeptidesters werden in Eisessig mit Palladiumkohle und Wasserstoff decarbobenzoxyliert. Der Katalysator wird dann abgenutscht, das Filtrat im Vakuum eingedampft und der Rückstand mit 100 ml 2n HCl/Methanol Während 5 Stunden bei 200 deformyliert. Beim Eindampfen entsteht ein kristalliner Rückstand, der aus Äthanol umkristallisiert wird. Das so erhaltene N#-L-Lysyl-L-lysin-n-hexadecylester-trihy- drochlorid schmilzt bei 220-222 (Zersetzung); [α]D23= + 18,9 (c=2 in Methanol).
Beispiel 4
9 g Z-D-Serin und 19 g (N#-Z)-L-Lysin-n-hexa- decyIester werden in 70 ml Dimethylformamid gelöst und auf - 100 abgekühlt, dann mit 7,7 g Dicyclohexylcarbodiimid versetzt und 20 Stunden bei 0 stehengelassen. Die erstarrte Masse wird durch kurzes Erwärmen verflüssigt, rasch abgekühlt und von Dicyclohexyl- harnstoff durch Nutschen getrennt. Das Filtrat wird in 1n Salzsäure ausgefällt und aus Dimethylformamid/
1n Ammoniak umgefällt. Nach dem Trocknen kristallisiert man den erhaltenen Z-D-Seryl-(N#-Z)-L-lysin-n- hexadecylester aus Methanol. Der erhaltene N-geschützte Dipeptidester wird in Eisessig mit 5 % iger Palladiumkohle und Wasserstoff decarbobenzoxyliert.
Der Katalysator wird abgetrennt, das Filtrat eingedampft und mit 4n HCl/Äthanol eingedampft. Das so erhaltene D-Seryl L-lysin-n-hexadecylester-dihydrochlird wird mit Aceton vermischt, 3 Stunden bei GO stehengelassen, abgenutscht und aus Äthanol kristallisiert. Schmelzpunkt 1200; [aJ2DG = - 150 (c = 2 in Methanol).
Beispiel 5
17 g L-Lysin-n-hexadecylester und 34,6 g Nα-Z(N#- Z)-L-Lysin werden in 150 ml Dimethylformamid gelöst, bei - 100 mit 17 g Dicyclohexylcarbodiimid versetzt und 24 Stunden bei 0 stehengelassen. Das dicke Gel wird durch Erwärmen verflüssigt, rasch abgekühlt und durch Nutschen vom Dicyclohexylharnstoff befreit. Das Filtrat wird mit 800 ml Essigester verdünnt und mit In Salzsäure, Wasser, 1n Ammoniak und Wasser neutralgewaschen. Nach dem Trocknen über N2SO4 wird der Essigester im Vakuum abdestilliert und der Rückstand zunächst aus Methanol, dann aus Methanol umkristalli- siert.
Der so erhaltene N-geschützte Nα,N#-Di-L-Lysyl- L-lysin-n-hexadecylester schmilzt bei 131-1320.
Dieser N-geschützte Tripeptidester wird in Eisessig mit 5%iger Palladiumkohle und Wasserstoff decarbobenzoxyliert, der Katalysator abgetrennt und der Eisessig im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wird mit 4n HCl/Methanol im Vakuum eingedampft, mit Aceton vermischt, abgenutscht, getrocknet und mehrmals aus Äthanol/Aceton umgefällt. Das so erhaltene Na-L-Lysyl-(Ne-L-lysyl)-L-lysin-n-hexadecy, lester- tetrahydrochlorid schmilzt bei 2400 (Zersetzung); [a] 2E0 = + 12,90 (c =
2 in Methanol).
Beispiel 6
20,9 g Nα-Z(N#-Z)-L-Lysyl-(N#-Z)-L-lysin-hydrazid werden in 120 ml 80% iger Essigsäure und 13 ml konzentrierter Salzsäure gelöst, mit 150 ml Essigester versetzt und auf - 100 abgekühlt. Bei dieser Temperatur tropft man eine Lösung von 2,2 g Natriumnitrit in 10 ml Wasser unter Rühren zu, extrahiert nach 20 Minuten das Azid bei 00 mit 150 ml Essigester, wäscht den Essigesterextrakt mit Wasser, in Natriumbicarbonatlösung und trocknet bei 0 über Natriumsulfat. Die noch essigsaure Azidlösung wird unter Rühren bei 0 portionenweise mit einer Lösung von 15,6 g (Ne-Z)-L- Lysin-hexadecylester in 50 ml Essigester versetzt und 48 Stunden bei 0 stehengelassen.
Der so erhaltene Ngeschützte Tripeptidester [Na-z(N-z)-L-Lysyl-(NE-Z)- L-lysyl-(N#-Z)-L-lysin-n-hexadecylester] wird abgenutscht, mit Äther gewaschen, aus Dimethylformamid in in Salzsäure ausgefällt und aus Dimehyiformamid/ in Ammoniak umgefällt, abgenutscht, getrocknet und aus Dimethylformamid/Alkohol umkristallisiert. Smp.
151-153 ; [a] D = - 8,30 (c = 2 in Dimethylformamid).
15 g des erhaltenen N-geschützten Tripeptidesters werden in Eisessig mit Palladiumkohie und Wasserstoff decarbobenzoxyliert. Der Katalysator wird dann abgetrennt und das Filtrat im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird mit 60 mi 4n HGl/Methanoi gelöst, sofort im Vakuum eingedampft, dann mit Aceton vermischt, abgenutscht und mehrmals aus Methanol/Essigester umgefällt. Man erhält so das L-Lysyl-L-lysyl-L-ly- sin-n-hexadecylester-tetrahydrochlorid vom Schmelzpunkt 2750 (Zersetzung).
Process for the preparation of esters
The present invention relates to a process for the preparation of esters of the formula
Ac-OR (I) where R is a long-chain hydrocarbon radical containing at least 8 carbon atoms and Ac is the acyl radical of a di- or tripeptide derived from an α-amino monocarboxylic acid, which apart from the α-amino group also contains at least one further basic group, and of acid addition salts of such esters.
The long-chain hydrocarbon radical represented by the symbol R and containing at least 8 carbon atoms can be saturated or unsaturated and straight-chain or branched-chain. It preferably has a chain length of 10-20, in particular 10-16, carbon atoms.
Examples of preferred R radicals are the following alkyl groups: n-decyl, n-dodecyl, n-octadecyl, n-eicosyl and in particular nw-tetradecyl and n-hexadecyl. α-Aminomonocarboxylic acids which, in addition to the α-amino group, have at least one other basic group, such as. B. the imino group (for example in histidine), in particular a further amino group, as in the diaminomonocarboxylic acids, are referred to below as basic α-amino monocarboxylic acids. Examples of diamino monocarboxylic acids are: α, β-diamino-propionic acid, α, γ-diamino-buteric acid, ornithine, lysine and arginine.
In arginine one amino group is present as part of the guanidino group [-NH-C (NH) -NH2]. Preferred representatives of such basic α-amino monocarboxylic acids are the native amino acids of proteins, in particular lysine.
The basic α-aminomonocarboxylic acids can be present in racemic (D, L) or in optically active (D or L form). The natural representatives with an L configuration are preferred.
The long-chain esters of basic dipeptides form a first group of process products, that is to say those compounds of the formula I in which the symbol Ac denotes the acyl radical of a dipeptide derived from a basic α-aminomonocarboxylic acid. Examples of such dipeptides are: seryl-lysine, lysyl-serine, lysyl-serine. According to the definition, at least one component of the peptide should be of a basic nature. The second building block can be a neutral (that is to say one which has no basic group apart from the α-amino group) α-aminomonocarboxylic acid or likewise a basic α-aminomonocarboxylic acid.
As neutral α-aminomonocarboxylic acids, the natural representatives of this body class, which are present in the proteins, come into consideration, such as alanine, phenylalanine, cysteine, cystine, methionine, glycine, leucine, isoleucine, valine, normal, proline, serine, threonine and tyrosine.
Like the basic components, the neutral components (at least those with a center of asymmetry) can exist in both racemic and optically active forms.
In the case of the dipeptides made up of a neutral and a basic α-aminomonocarboxylic acid, a distinction can be made between dipeptides in which the terminal carboxyl function forms part of the neutral acid component (such as in lysyl-serine) and those dipeptides in which the terminal carboxyl function forms part the basic acid component (such as in seryl-lysine). In the latter case, a further distinction must be made between a-amide and co-amide-like linked dipeptides (examples: N -Seryl-lysine
N6-seryl-lysine). The latter distinction must of course also be taken into account for the dipeptides made up of two basic components (examples: N-lysyl-lysine or Ng-lysyl-lysine).
Examples of long-chain esters from this first group of process products (dipeptide esters) include: Nα-L-ariginyl-L-arginine-n-decyl ester,
N? -D-seryl-L-lysine-n-hexadecyl ester,
N # -L-phenylalanyl-L-lysine-n-tetradecyl ester,
L-lysyl-L-phenylalanine-n-hexadecyl ester, Nα-L-lysyl-L-lysine-n-dodecyl ester.
For the sake of simplicity, the α-amide-like linkage is not always specifically designated as such in the following, and in particular in the exemplary embodiments.
The long-chain esters of basic tripeptides form a second group of process products, that is to say those compounds of the formula I in which the symbol Ac denotes the acyl radical of a tripeptide derived from a basic α-aminomonocarboxylic acid. The same structural principles apply to this group of compounds as have been discussed above for the dipeptide esters. In addition to the one (by definition basic) α-aminocarboxylic acid component, the second and third components can thus be derived from basic and / or neutral α-aminomonocarboxylic acids. In the case of the tripeptide esters, a distinction must also be made between compounds in which the ester group of a basic acid component and those in which the ester group belongs to a neutral acid component.
The variety that results from the various possibilities of linking the peptide building blocks (a-amide and / or et-amide-like) is naturally even greater here than with the dipeptide esters.
Examples of long-chain esters from this second group of process products (tripeptide esters) are:
L-lysyl-L-lysyl-L-lysine-n-hexadecyl ester, Nα -L-lysyl- (N @ -L-lysyl) -L-lysine-n-tetradecyl ester,
Glycyl-L-lysyl-L-lysine-n-dodecyl ester.
The process according to the invention for the preparation of the compounds of the formula I is characterized in that an ester of the formula Ac1-OR (IV) in which Act is the acyl radical of an α-aminomonocarboxylic acid or an α-aminomonocarboxylic acid which has no or at least one further basic group except for the cZ-amino group such acids and R means the same as above, with a compound of the formula Ac2-OH (V) where Ac2 is the acyl radical of an α-aminomonocarboxylic acid or a dipeptide composed of α-aminomonocarboxylic acids, or with a reactive derivative of such a compound N- acylated, the Ac2 residue besides the?
-Aminograppe should contain at least one further basic group if the Acl residue does not contain such a group.
The free amino groups of the starting materials can be blocked with the usual protective groups. Such N-protecting groups are, for example, carbobenzoxy, tosyl, phthalyl, trityl, formyl, tri fluoroacetyl and tert. Butyloxycarbonyl group. As is known, the nitro group can also be used as a protective group for the guanidino group of arginine.
Long-chain esters of dipeptides can be separated from long-chain esters of basic or neutral a aminomonocarboxylic acids by a- or optionally. Gain cs-amidartigD link with another a-aminomonocarboxylic acid building block. Assuming a long-chain ester of a basic α-amino monocarboxylic acid, z. B. the n-dodecyl ester of Ornitkin, the second amino acid component provided for the peptide synthesis can be of a basic or neutral nature, such as B. ornithine or threonine. If, on the other hand, an ester of a neutral α-aminomonocarboxylic acid, such as.
B. a leucine ester, only a basic α-aminomonocarboxylic acid comes into consideration as the second peptide component, since at least one amino acid component in the molecule of the end product should be basic in nature.
The synthesis of dipeptide esters from the corresponding esters of α-aminomonocarboxylic acids can be accomplished by the customary methods of peptide chemistry by N-acylation of aminocarboxylic acid esters with a compound which releases the desired acyl radical Ac2. For example, an α-aminomonocarboxylic acid can be reacted with a long-chain ester of an α-aminomonocarboxylic acid in the presence of a condensing agent (such as a carbodiimide, e.g. dicyclohexylcarbodiimide, or carbonyldiimidazole or 2-ethyl-5-metasulfonatophenylisoxazole).
The reaction is preferably carried out at a low temperature (e.g. in the range of about 0-200 C) in the presence of a solvent such as dimethylformamide, chloroform, methylene chloride, ethyl acetate, tetrahydrofuran, etc.
Furthermore, for the N-acylation of the ester component, the acylating agent used can be a derivative of an α-amino monocarboxylic acid which is functionally modified in the carboxyl group, for example the azide, a halide (such as the chloride), an energy-rich ester (such as the p-nitrophenyl ester, the Thiophenyl ester or the cyanomethyl ester), or a mixed anhydride with an inorganic acid (such as carbonic acid, sulfuric acid, phosphoric acid). The reaction can be carried out at room temperature or a lower temperature.
One method that allows activation of both the carboxyl group of the acylating agent and the amino group of the ester component is that of Anderson, in which using tetraethylpyrophosphite [(C2H5O) 2 = POP = (OC2H5) 2] the carboxyl group is converted into a group -COOP (OC2H5) 2 and the amino group is converted into a group -NHP (OC2H5) 2.
Esters of basic α-amino monocarboxylic acids, such as the α, w-diaminomonocarboxylic acids, can be acylated in the a and / or the co-amino group. The acylation in Na (or NW) can be achieved by blocking the w (or a) amino group. The protective groups already mentioned above, such as the carbobenzoxy or formyl group, are suitable for blocking the amino group. If neither of the two amino groups of the basic ester component is protected, N *, N-diacyl derivatives (tripeptide esters) can be obtained.
In addition to the type mentioned above, long-chain esters of tripeptides can also be obtained by condensation of an α-aminomonocarboxylic acid ester with a dipeptide or by condensation of a dipeptide ester with an α-aminomonocarboxylic acid.
So z. B. the n-decyl ester of lysyl-lysyl-lysine can be obtained by acylating the N # -protected n-decyl ester of lysine with a lysyl-lysine acid which is protected in all amino groups and then cleaving the protective groups. However, the same tripeptide ester is also obtained by N <l-acylation of a lysyl-lysine-n-decyl ester protected in the ± -amino groups with optionally N-protected lysine and subsequent cleavage of the protective groups.
The splitting off of protective groups after the N-acylation has taken place can be carried out in a manner known per se, for example by hydrogenolysis or hydrolysis. The carbobenzoxy protecting group can e.g. B. by means of catalytically activated hydrogen (using e.g. palladium as a catalyst) or by means of HBr / glacial acetic acid, the formyl protective group can be split off with mineral acids in the cold and so on.
Process products obtained as bases can be converted into acid addition salts by known methods, from which the bases can be released in a likewise known manner. The inorganic and organic acids commonly used for this purpose can be used to form acid addition salts, for example sulfuric acid, phosphoric acid, hydrohalic acid (such as hydrochloric acid, hydrobromic acid), oxalic acid, acetic acid, citric acid, tartaric acid, sorbic acid, p-toluenesulfonic acid, etc.
The products obtainable by the process according to the invention are distinguished by their low toxicity and high antibacterial effectiveness against gram-positive bacteria (such as pneumococci, streptococci, anthrax bacilli, staphylococci, enterococci) and gram-negative bacteria (such as Escherichia coli, Salmonella typhi murium, Shigelia, Klebsiella pneumoniae, in particular also Pseudomonas aeruginosa). The process products can accordingly be used as disinfectants for medical and non-medical purposes, for example for disinfecting premises, apparatus and equipment in the dairy industry. They can also be used as antiseptics in humans and animals (for example for the prophylaxis and control of mastitis in mammals, in particular in cattle).
The products of the process can be used as medicaments in the form of pharmaceutical preparations which contain them or their salts in a mixture with a pharmaceutical, organic or inorganic inert carrier material suitable for enteral or parenteral administration. The pharmaceutical preparations can be in solid form or in liquid form, e.g. B. as solutions, suspensions or emulsions. They can also contain other therapeutically valuable substances.
In the following examples, the temperatures are given in degrees Celsius. The symbol Z means the carbobenzoxy group.
example 1
6.8 g of L-phenylalanine-n-hexadecyl ester and 7.2 g of Nα -Z (N # -Z) -L-lysine are dissolved in 40 ml of dimethylformamide, 3.55 g of dicyciohexylcarbodiimide are added at 0 and added for 20 hours 0 left. The solidified mass is liquefied by brief heating, quickly cooled and the dicyclohexylurea sucked off. The filtrate is diluted with ethyl acetate, then washed neutral with hydrochloric acid, 5% NaCl solution, in ammonia and 5% NaCl solution, dried over Na2SO4, evaporated and the residue is crystallized from ethyl acetate / petroleum ether.
The resulting N-protected dipeptide ester is decarbobenzoxylated in glacial acetic acid with hydrogen in the presence of 5% palladium carbon, the catalyst is separated off, the filtrate is evaporated, the residue is evaporated with 4N HCl / methanol and mixed with acetone. The L-lysyl-L-phenyl alanine-n-hexadecyl ester dihydrochloride obtained in this way is suction filtered and recrystallized from ethanol. Melting point 160 to 1620; [a] D20 = + 20.40 (c = 2 in methanol).
Example 2
23 g of Na formyl (NZ) -Lo, γ-diaminobutyric acid n-hexadecyl ester (melting point 89-910; [a] r3 = -12.10; c = 2 in methanol) are dissolved in glacial acetic acid with 5% palladium carbon and hydrogen decarbobenzoxylated. The catalyst is then filtered off with suction, the filtrate is evaporated in vacuo, the residue is shaken out with water, ethyl acetate and excess ammonia, the ethyl acetate phase is washed with water, dried over Na2SO4 and evaporated in vacuo. The Nα -formyl-L-α, γ-diaminobutyric acid n-hexadecyl ester is obtained in this way as a viscous oil which crystallizes on cooling.
A solution of 15 g of the ester obtained and 15.7 g of Nα -Z (Nγ-Z) -D-α, γ-diaminobutyric acid in 70 ml of dimethylformamide is mixed with a solution of 8.4 g of dicyclohexylcarbodiimide at GO and left at 0 for 20 hours. Then the precipitated dicyclohexylurea is suction filtered, the filtrate is diluted with 500 ml of ethyl acetate, washed neutral with in acetic acid, water and in ammonia and the ethyl acetate solution is dried over Na2SOo and then evaporated in vacuo.
The Nα -formyl-Nγ- [Nα-Z (Nγ-Z) -D-α, γ-diaminobutyryl] -L-α, γ-diaminobutyric acid n-hexadecyl ester thus obtained is obtained from ethyl acetate / Petroleum ether crystallized. Melting point 114-116; [a] D20 = -6.90 (c = 2 in dimethylformamide).
5 g of the N-protected dipeptide ester obtained in this way are decarbobenzoxylated in glacial acetic acid with hydrogen in the presence of 5% strength palladium carbon. The catalyst is then filtered off with suction, the filtrate is evaporated in vacuo and the residue is deformylated with 30 ml of 4N HCl / methanol at 200 for 5 hours. The solution is then evaporated in vacuo, the residue is mixed with acetone, filtered off with suction, reprecipitated from methanol / acetone and methanol / ethyl acetate and dried in vacuo at 60. The N ;-( D-a, γ-diaminobutyryl) -L-cl, γ-diaminobuttteric acid n-hexadecyl ester trihydrochloride melts at 190-193 (decomposition); [a] 20 - - 15.70 (c = 3 in methanol).
Example 3
32 g of Nα -formyl- (N # -Z) -L-lysine-n-hexadecyl ester are decarbobenzoxylated in glacial acetic acid with palladium-carbon and hydrogen. The catalyst is then suction filtered, the filtrate is evaporated in vacuo, the residue is dissolved with a mixture of water and ethyl acetate, the solution is adjusted to a pH of 9-10 with concentrated ammonia, then extracted with ethyl acetate, the ethyl acetate phase is dried over Na2SO4 and in vacuo evaporated. The Na-formyl-L-lysine-n-hexadecyl ester obtained as residue solidifies on cooling.
22 g of the amino acid ester thus obtained and 22.9 g of Nα -Z (N # -Z) -L-lysine are dissolved in 50 ml of dimethylformamide, a solution of 11.3 g of dicyclohexylcarbodiimide is added at GO and left to stand for 24 hours at GO . The thick gel obtained is liquefied by heating, then the dicyclohexylurea is suction filtered and the filtrate is precipitated in acetic acid. The precipitate is filtered off with suction and precipitated from dimethylformamide / in ammonia. The Nα -formyl-N # - [Nα -Z (N # -Z) -L-lysyl] -L-lysine-n-hexadecyl ester obtained in this way is filtered off with suction, washed with water, dried in vacuo and extracted from ethyl acetate / petroleum ether recrystallized. Melting point 102-104; [α] 23 D = -10.2 (c = 2 in methanol).
15 g of the dipeptide ester obtained in this way are decarbobenzoxylated in glacial acetic acid with palladium carbon and hydrogen. The catalyst is then filtered off with suction, the filtrate is evaporated in vacuo and the residue is deformylated with 100 ml of 2N HCl / methanol at 200 for 5 hours. Evaporation results in a crystalline residue which is recrystallized from ethanol. The N # -L-lysyl-L-lysine-n-hexadecyl ester trihydrochloride thus obtained melts at 220-222 (decomposition); [α] 23 D = + 18.9 (c = 2 in methanol).
Example 4
9 g of ZD serine and 19 g of (N # -Z) -L-lysine-n-hexadecyIester are dissolved in 70 ml of dimethylformamide and cooled to -100, then 7.7 g of dicyclohexylcarbodiimide are added and the mixture is left to stand at 0 for 20 hours . The solidified mass is liquefied by brief heating, rapidly cooled and separated from dicyclohexyl urea by suction. The filtrate is precipitated in 1N hydrochloric acid and made from dimethylformamide /
Reprecipitated in ammonia. After drying, the Z-D-Seryl- (N # -Z) -L-lysine-n-hexadecyl ester obtained is crystallized from methanol. The N-protected dipeptide ester obtained is decarbobenzoxylated in glacial acetic acid with 5% palladium-carbon and hydrogen.
The catalyst is separated off, the filtrate evaporated and evaporated with 4N HCl / ethanol. The D-Seryl L-lysine-n-hexadecyl ester-dihydrochloride obtained in this way is mixed with acetone, left to stand for 3 hours at GO, suction filtered and crystallized from ethanol. Melting point 1200; [aJ2DG = -150 (c = 2 in methanol).
Example 5
17 g of L-lysine-n-hexadecyl ester and 34.6 g of Nα -Z (N # - Z) -L-lysine are dissolved in 150 ml of dimethylformamide, 17 g of dicyclohexylcarbodiimide are added at -100 and left to stand at 0 for 24 hours. The thick gel is liquefied by heating, rapidly cooled and freed from dicyclohexylurea by suction. The filtrate is diluted with 800 ml of ethyl acetate and washed neutral with 1N hydrochloric acid, water, 1N ammonia and water. After drying over N2SO4, the ethyl acetate is distilled off in vacuo and the residue is recrystallized first from methanol and then from methanol.
The N-protected Nα, N # -Di-L-lysyl-L-lysine-n-hexadecyl ester thus obtained melts at 131-1320.
This N-protected tripeptide ester is decarbobenzoxylated in glacial acetic acid with 5% palladium carbon and hydrogen, the catalyst is separated off and the glacial acetic acid is distilled off in vacuo. The residue is evaporated with 4N HCl / methanol in vacuo, mixed with acetone, suction filtered, dried and reprecipitated several times from ethanol / acetone. The Na-L-lysyl- (Ne-L-lysyl) -L-lysine-n-hexadecy, lester-tetrahydrochloride thus obtained melts at 2400 (decomposition); [a] 2E0 = + 12.90 (c =
2 in methanol).
Example 6
20.9 g of Nα -Z (N # -Z) -L-lysyl- (N # -Z) -L-lysine hydrazide are dissolved in 120 ml of 80% acetic acid and 13 ml of concentrated hydrochloric acid, with 150 ml of ethyl acetate added and cooled to - 100. At this temperature, a solution of 2.2 g of sodium nitrite in 10 ml of water is added dropwise with stirring, after 20 minutes the azide is extracted at 00 with 150 ml of ethyl acetate, the ethyl acetate extract is washed with water in sodium bicarbonate solution and dried at 0 over sodium sulfate. A solution of 15.6 g of (Ne-Z) -L-lysine hexadecyl ester in 50 ml of ethyl acetate is added to the azide solution, which is still acetic acid, while stirring at 0, and the mixture is left to stand at 0 for 48 hours.
The N-protected tripeptide ester [Na-z (Nz) -L-lysyl- (NE-Z) -L-lysyl- (N # -Z) -L-lysine-n-hexadecyl ester] obtained in this way is filtered off with suction, washed with ether, off Dimethylformamide precipitated in hydrochloric acid and reprecipitated from dimethylformamide / in ammonia, suction filtered, dried and recrystallized from dimethylformamide / alcohol. M.p.
151-153; [a] D = -8.30 (c = 2 in dimethylformamide).
15 g of the N-protected tripeptide ester obtained are decarbobenzoxylated in glacial acetic acid with palladium carbon and hydrogen. The catalyst is then separated off and the filtrate is evaporated in vacuo. The residue is dissolved with 60 ml of 4N HGl / Methanoi, immediately evaporated in vacuo, then mixed with acetone, suction filtered and reprecipitated several times from methanol / ethyl acetate. This gives L-lysyl-L-lysyl-L-lysine-n-hexadecyl ester tetrahydrochloride with a melting point of 2750 (decomposition).