一种醋酸奥曲肽的多肽合成方法
技术领域
本发明涉及一种醋酸奥曲肽的多肽合成方法,具体涉及醋酸奥曲肽的固相多肽合成方法。
背景技术
奥曲肽,中文名:醋酸奥曲肽;英文名:Octreotide Acetate;分子式:C49H66N10010S2·XC2H4O2;结构式:
醋酸奥曲肽能抑制多种胃肠道激素的分泌及其它多种内分泌功能,目前已广泛用于临床治疗各型胰腺炎、胰腺瘘管、肠瘘、肝硬化食道-胃底曲张静脉出血、消化道溃疡出血、严重腹泻及肢端肥大症,并有望用于消化系统内分泌肿瘤的治疗。
在国内,肝硬化发病率超过1%,每年发生食管曲张静脉破裂引起的大出血的患者,加上消化性溃疡引起的上消化道大出血患者,总数超过300万,因此醋酸奥曲肽的市场较大。我们将致力于降低醋酸奥曲肽的生产成本,大大降低患者的治疗成本。
目前文献报导的醋酸奥曲肽的制备方法一般需使用苏氨醇或Fmoc-苏氨醇,导致生产成本较高;在并使用氟化氢切肽、三氟醋酸进行纯化,污染环境,收率较低。因此目前的方法限制了醋酸奥曲肽的大规模生产和使用。
不同的多肽产品由于受其自身结构的制约,在合成工艺上存在一些局限性,不能任意选择起始原料和工艺条件完成多肽合成。虽然使用Boc-保护的氨基酸可以实现某些多肽产品的合成,但是现有技术中尚没有开发出采用Boc-苏氨酸制备醋酸奥曲肽的工艺技术,而Boc-苏氨酸相较Fmoc-苏氨醇,价格低廉,使用Boc-苏氨酸来合成醋酸奥曲肽,将极大降低醋酸奥曲肽的生产成本,有益于醋酸奥曲肽的大规模生产和使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种醋酸奥曲肽的多肽合成方法,大幅度减少三废和降低原料成本,提高反应收率,以克服现有技术存在的上述缺陷。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种醋酸奥曲肽的多肽合成方法,包括如下步骤:以氯甲基树脂为起始原料,将Boc-Thr(tBu)-OH制备成铯盐,按照固相合成的方法依次连接具有保护基团的氨基酸,依次为:Boc-Cys(Trt)-OH、Boc-Thr(tBu)-OH、Boc-Lys(Fmoc)-OH、Boc-D-Trp-OH、Boc-Phe-OH、Boc-Cys(Trt)-OH、Fmoc-D-Phe-OH,获得保护八肽树脂,其间依次用HCl/异丙醇脱去Boc-保护基团,用DIC、HOBT为缩合剂进行接肽反应,用钯碳/氢气还原,同时将肽链切落,获得还原型奥曲肽,在pH7.8-9的条件下通空气使二硫键成环,获得奥曲肽粗品,再采用独特的流动相经C18柱分离纯化,制得醋酸奥曲肽精品。
依次连接具有保护基团的氨基酸,获得保护八肽树脂,其间依次脱去Boc-保护基团的方法包括如下步骤:
(1)Boc-Thr(tBu)-OCs的制备
Boc-Thr(tBu)-OH溶于甲醇与水中,另取碳酸铯加水溶解至澄清,搅拌下加入上述Boc-Thr(tBu)-OH溶液,溶液pH7.5,减压浓缩至干,得糖浆状残留物Boc-Thr(tBu)-OCs ;
Fmoc-Thr(tBu)-OH的摩尔数为树脂的1~3倍;
碳酸铯的摩尔数为树脂的1~5倍;
(2)Boc-Thr(tBu)-O-树脂的制备
取氯甲基树脂,用DMF浸泡使树脂溶胀,加上述糖浆状残留物Boc-Thr(tBu)-OCs,DMF,反应;
过滤,树脂用DMF洗涤二次,纯化水洗涤,无水乙醇洗涤,减压干燥,得Boc-Thr(tBu)-O-树脂;
氯甲基树脂与Boc-Thr(tBu)-OCs的反应温度:40-65℃,反应时间:36-72小时;
(3)Boc-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备:
在步骤(2)的Boc-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇溶液与DCM,反应,抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干,再加10%三乙胺的DCM溶液(体积比)反应,抽干,DCM洗涤;
加入Boc-Cys(Trt)-OH、DIC,HOBT,DMF,将混合物反应,抽干,分别用DMF、无水甲醇、DMF洗涤,抽干;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液,HCl浓度为1 mol/L~9 mol/L;2mol/LHCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍;
(4)Boc-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
在步骤(3)的Boc-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇溶液与DCM,反应,抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干,加10%三乙胺的DCM溶液反应,抽干,DCM洗涤;
加Boc-Thr(tBu)-OH、DIC,HOBT,DMF,将混合物反应,抽干,分别用DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液,HCl浓度为1 mol/L~9 mol/L;2mol/LHCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍;
(5)Boc-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
在步骤(4)的Boc-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇溶液与DCM,反应,抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤,抽干,加10%三乙胺的DCM溶液反应,抽干,DCM洗涤;
加Boc-Lys(Fmoc)-OH、DIC,HOBT,DMF,将混合物反应,抽干,分别用DMF、无水甲醇、DMF洗涤,抽干;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液,HCl浓度为1 mol/L~9 mol/L;2mol/LHCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍;
(6)Boc-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
在步骤(5)的Boc-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇溶液与DCM,反应,抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM洗涤二抽干,加10%三乙胺的DCM溶液反应,抽干,DCM洗涤;
加Boc-D-Trp-OH、DIC,HOBT,DMF, 将混合物反应,抽干,分别用DMF、无水甲醇、DMF洗涤三次,抽干;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液,HCl浓度为1 mol/L~9 mol/L;2mol/LHCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍;
(7)Boc-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
在步骤(6)的Boc-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇与DCM与乙二硫醇的混合溶液,反应,抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM洗涤,抽干,加10%三乙胺的DCM溶液反应,抽干,DCM洗涤;
加Boc-Phe-OH、DIC,HOBT,DMF,将混合物反应,抽干,分别用DMF、无水甲醇、DMF各洗涤,抽干;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液与乙二硫醇的混合溶液,HCl浓度为1mol/L~9 mol/L;2mol/L HCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍;
(8)Boc-Cys(Trt)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys((tBu)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
在步骤(7)的Boc-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇与DCM与乙二硫醇的混合溶液,反应,抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM洗涤,抽干,加10%三乙胺的DCM溶液反应,抽干,DCM洗涤;
加Boc-Cys(Trt)-OH、DIC,HOBT,DMF,将混合物反应,抽干,DMF、无水甲醇、DMF洗涤,抽干;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液与乙二硫醇的混合溶液,HCl浓度为1mol/L~9 mol/L;2mol/L HCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍;
(9)Fmoc-D-Phe-Cys(Trt)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
在步骤(8)Boc-Cys(Trt)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys((tBu)-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇与DCM与乙二硫醇的混合溶液,反应,抽干,用DCM、无水甲醇、DCM洗涤,抽干,加10%三乙胺的DCM溶液反应,抽干,DCM洗涤;
加Fmoc-D-Phe-OH、DIC,HOBT,DMF,将混合物反应,抽干,DMF、无水甲醇、DMF洗涤,抽干;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液与乙二硫醇的混合溶液,HCl浓度为1mol/L~9 mol/L;2mol/L HCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍;
(10)Fmoc-D-Phe-Cys(SH)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr-Cys(SH)-Thr-O-树脂的制备
在步骤(9)的Fmoc-D-Phe-Cys(Trt)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂中,加入2mol/L HCl/异丙醇与DCM与乙二硫醇的混合溶液,反应,抽干,用DCM、无水甲醇、DCM洗涤,抽干;
再用无水甲醇洗涤十次,抽干后,放入真空干燥器中干燥,得八肽树脂;
脱除Boc-基采用2mol/L HCl/异丙醇溶液与乙二硫醇的混合溶液,HCl浓度为1mol/L~9 mol/L;2mol/L HCl/异丙醇用量为树脂重量的3~8倍。
用钯/碳,氢气还原,同时将肽链切落,获得还原型奥曲肽的方法包括如下步骤:
D-Phe-Cys(SH)-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Cys(SH)-Thr-ol的制备
取所述八肽树脂加无水甲醇,5%钯/碳,通入氢气,密闭,搅拌,过滤,除去碳粉和树脂,无水甲醇洗涤,减压浓缩至油状物,加入六氢吡啶的无水甲醇溶液,反应,减压浓缩至油状物,DMF溶解,加无水乙醚沉淀,过滤收集沉淀得还原型奥曲肽粗品;
5%钯/碳用量为树脂的1/10至5/10(质量比)。
在pH7.8-9的条件下通空气使二硫键成环,获得奥曲肽粗品的方法具体实现为:将还原型奥曲肽粗品溶于水,在搅拌下滴加2mol/L氨水至pH7.8-9,室温通空气24-36小时使二硫键成环, 加冰醋酸,加活性碳,过滤。
粗品经C18柱分离纯化的方法包括如下步骤:滤液分批经C18柱纯化,流动相:0.25-0.5mol/L醋酸钾 :乙腈=7-8 :3-2;流速为:600-1000ml/min;检测波长为:280nm;样品峰合并后去盐、冻干,得醋酸奥曲肽成品。
有益效果
与现有技术相比,本发明采用氯甲基树脂为固相载体,将第一个氨基酸Boc-Thr(tBu)-OH制备成铯盐,以DIC,HOBT为缩合剂,逐个接上保护的氨基酸,最后一个肽链采用Fmoc-D-Phe-OH,获得保护八肽树脂,不采用苏氨醇、Fmoc-苏氨醇,生产成本极低,具备规模化生产能力,工艺稳定,原辅料来源方便,生产周期短,接肽收率高,质量稳定,用HCl/异丙醇脱去Boc-保护基团,用钯/碳加氢还原,同时将肽链切落切肽,条件温和,避免使用氟化氢,三氟乙酸等剧毒试剂,三废污染少。
具体实施方式
实施例1
实施例和前述过程中所采用的原料列表如下:
No |
品 名 |
生产厂商 |
1 |
氯甲基树脂(Cl-CH2-C6H4-Resin) |
天津南开和成科技有限公司 |
2 |
Boc-Thr(tBu)-OH |
吉尔生化(上海)公司 |
3 |
Boc-Cys(Trt)-OH |
吉尔生化(上海)公司 |
4 |
Boc-Thr(tBu)-OH |
吉尔生化(上海)公司 |
5 |
Boc-Lys(Fmoc)-OH |
吉尔生化(上海)公司 |
6 |
Boc-D-Trp-OH |
吉尔生化(上海)公司 |
7 |
Boc-Phe-OH |
吉尔生化(上海)公司 |
8 |
Fmoc-D-Phe-OH |
吉尔生化(上海)公司 |
9 |
HOBt (N-Hydroxybenzotriazole) |
吉尔生化(上海)公司 |
10 |
DIC(N,N'-二异丙基碳二亚胺) |
苏州昊帆生物科技有限公司 |
11 |
DMF (N,N-二甲基甲酰胺) |
国药集团 |
12 |
无水甲醇 |
国药集团 |
13 |
盐酸 |
国药集团 |
14 |
异丙醇 |
国药集团 |
15 |
DCM(二氯甲烷) |
国药集团 |
16 |
乙二硫醇 |
国药集团 |
17 |
三乙胺 |
国药集团 |
醋酸奥曲肽的制备方法,包括如下步骤:
一、合成肽链
(1)Boc-Thr(tBu)-OCs的制备
Boc-Thr(tBu)-OH(FW:275.3,110mmol)30.3g,溶于250ml甲醇与250ml水中,pH2.5。另取24g碳酸铯(147mmol)加水100ml溶解至澄清,搅拌下缓缓加入上述Boc-Thr(tBu)-OH溶液,有二氧化碳气体产生。溶液pH7.5。40-50℃水溶减压浓缩至干,得糖浆状残留物Boc-Thr(tBu)-OCs 53.5g。
(2)Boc-Thr(tBu)-O-树脂的制备
取氯甲基树脂100克(100-200目,1.0mmol/g, 100mmol),用DMF浸泡30分钟,使树脂充分溶胀,加上述107g糖浆状残留物,及700ml DMF,50-55℃反应48小时。
过滤,树脂用DMF洗涤二次,纯化水洗涤20次,无水乙醇洗涤6次。50-55℃减压干燥,得125gBoc-Thr(tBu)-O-树脂。
(3)Boc-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
加入350ml 2mol/L HCl/异丙醇溶液与350ml DCM,25℃反应30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。加700ml的10%三乙胺的DCM溶液25℃反应5分钟,抽干,DCM洗涤7次。
加入Boc-Cys(Trt)-OH(MW:463.6, 200mmol)92.7g、DIC(MW:126.2, 200mmol)25.2g, HOBT (MW:153,200mmol)30.6g,DMF 600ml, 将混合物25℃反应3小时。抽干。DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干。
(4)Boc-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
加入2mol/L HCl/异丙醇溶液350ml与DCM 350ml,25℃反应30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。加10%三乙胺700ml的DCM溶液,25℃反应5分钟,抽干,DCM洗涤7次。
加55.1g(FW:275.3, 200mmol)Boc-Thr(tBu)-OH、DIC(MW:126.2, 200mmol)25.2g, HOBT(MW:153,200mmol)30.6g,DMF600ml, 将混合物25℃反应 3小时。抽干,DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干。
(5)Fmoc-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
加入2mol/L HCl/异丙醇溶液350ml与DCM 350ml,25℃反应30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。加10%三乙胺700ml的DCM溶液25℃反应5分钟,抽干,DCM洗涤7次。
加93.7g(FW:468.6, 200mmol)Boc-Lys(Fmoc)-OH、DIC(MW:126.2, 200mmol)25.2g, HOBT(MW:153,200mmol)30.6g,600mlDMF, 将混合物25℃反应 l小时。抽干,DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干。
(6)Boc-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
加入2mol/L HCl/异丙醇溶液350ml与DCM 350ml,25℃反应30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。加10%三乙胺700ml的DCM溶液25℃反应5分钟,抽干,DCM洗涤7次。
加60.9g(FW:304.4,200mmol)Boc-D-Trp-OH、DIC(MW:126.2, 200mmol) 25.2g,HOBT (MW:153,200mmol)30.6g,600mlDMF, 将混合物25℃反应 l小时。抽干,DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干。
(7)Boc-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-脂的制备
加入2mol/L HCl/异丙醇 315ml与DCM 315ml与70ml乙二硫醇的混合溶液,25℃反应30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。加10%三乙胺700ml的DCM溶液25℃反应5分钟,抽干,DCM洗涤7次。
加53.1g(FW:265.3,200mmol) Boc-Phe-OH、DIC(MW:126.2,200mmol) 25.2g ,HOBT (MW:153,200mmol)30.6g,600mlDMF, 将混合物25℃反应 l小时。抽干,DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干。
(8)Boc-Cys(Trt)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys((tBu)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
加入2mol/L HCl/异丙醇 315ml与DCM 315ml与70ml乙二硫醇的混合溶液,25℃反应30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。加10%三乙胺700ml的DCM溶液25℃反应5分钟,抽干,DCM洗涤7次。
加92.7g(FW:463.6, 200mmol) Boc-Cys(Trt)-OH、DIC(MW:126.2, 200mmol)25.2g,HOBT(MW:153,200mmol)30.6g,600mlDMF,将混合物25℃反应 l小时。抽干,DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干。
(9)Fmoc-D-Phe-Cys(Trt)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr(tBu)-Cys(Trt)-Thr(tBu)-O-树脂的制备
加入2mol/L HCl/异丙醇 315ml与DCM 315ml与70ml乙二硫醇的混合溶液,25℃反应30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。加10%三乙胺700ml的DCM溶液25℃反应5分钟,抽干,DCM洗涤7次。
加53.1g(FW:265.3,200mmol)Fmoc-D-Phe-OH、DIC(MW:126.2, 200mmol)25.2g,HOBT(MW:153,200mmol)30.6g,600ml DMF,将混合物25℃反应 l小时。抽干,DMF、无水甲醇、DMF各洗涤三次,抽干。
(10)Fmoc-D-Phe-Cys(SH)-Phe-D-Trp-Lys(Fmoc)-Thr-Cys(SH)-Thr-O-树脂的制备
加入2mol/L HCl/异丙醇 630ml与70ml乙二硫醇的混合溶液,25℃搅拌30分钟。抽干,分别用DCM、无水甲醇、DCM各洗涤二次,抽干。
再用无水甲醇洗涤十次。抽干后,放入真空干燥器中干燥,称重,得八肽树脂约190g (MW=931,84mmol),接肽总收率约为84%。
(11)D-Phe-Cys(SH)-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Cys(SH)-Thr-ol的制备
取190g八肽树脂加无水甲醇,加10克5%钯/碳,通入氢气,密闭,25℃搅拌4小时以上。过滤,除去碳粉和树脂,无水甲醇洗涤三次,减压浓缩至油状物。加入300毫升20%的六氢吡啶的无水甲醇溶液(体积比),25℃反应30分钟。减压浓缩至油状物。DMF溶解,加无水乙醚沉淀,过滤收集沉淀得90g还原型奥曲肽粗品。
二、二硫键成环
将90g还原型奥曲肽粗品溶于90L水,在搅拌下慢慢滴加2M 氨水至pH7.8, 室温通空气使二硫键成环约24-36小时, 加冰醋酸调至pH5.5,加活性碳搅拌30分钟,过滤。
三、分离纯化
滤液分批经C18柱纯化,流动相:0.25mol/L醋酸钾 :乙腈(7.2 :2.8);流速为:800ml/min;检测波长为:280nm;样品峰合并后,去盐、冻干,约得35g白色疏松块状物为醋酸奥曲肽成品(MW: 1019,343mmol); 收率34.3% (以树脂的mmol数计)。用液相色谱仪跟踪收集所需要的流出液。
其中,2mol/L HCl/异丙醇(氯化氢/异丙醇)溶液制备方法如下:将工业用的浓硫酸滴入食用粗盐(已烘干)中,产生HCl气体,通过二个硫酸洗气瓶,通至盛有1000毫升(约重1050克)异丙醇吸收瓶中(先称好毛重和净重),待其重量增加至1123克左右即停止,装入试剂瓶内,盖紧内塞放入冰箱。