固相合成布舍瑞林的方法
技术领域
本发明涉及一种布舍瑞林的合成方法,尤其涉及一种纯度高、高收率的合成布舍瑞林的方法。
背景技术
布舍瑞林(Buserelin)是一种水溶性多肽类药物,为下丘脑分泌的天然促性腺激素释放激素(GnRH/LHRH)类似物,可促进黄体生成激素LH、促卵胞生成激素FSH和性激素分泌增加,药理效应为LHRH的20-170倍,长期给予布舍瑞林可以抑制绒促性素的生成,并抑制卵巢和睾丸类固醇的生成。布舍瑞林的主要临床应用包括姑息治疗激素依赖的前列腺癌(D期)、乳腺癌、无需手术治疗的子宫内膜异位症等疾病的治疗。
布舍瑞林结构为Pyr-His-Trp-Ser-Tyr-D-Ser(tBU)-Leu-Arg-Pro-NH-Et,现有的合成布舍瑞林的方法主要有两种:
第一种是片段缩合法,即将布舍瑞林拆分成几个片段(如两个)分别合成,所合成的各个裸肽片段在液相条件下进行偶联,如CN101735308A公开的4+5片段合成方法,先合成五片段Pyr-His-Trp-Ser-Tyr-OH和四片段D-Ser(tBU)-Leu-Arg-Pro-NHEt,然后缩合得到布舍瑞林。这种片段缩合方法的缺陷非常明显,工艺操作繁琐;更重要的是,片段偶联过程中,多肽发生消旋反应的现象比较严重;另外且最终收率较低。
第二种是全序列部分保护合成方法,即在固相合成过程中,对部分氨基酸侧链进行保护,并最终在液相中实现乙氨基化,此工艺虽然实现在固相载体上的全序列合成,但是由于采用的是部分保护,所以合成过程中引入的杂质较多,出产品的质量很差,纯化过程中较难分离,很难得到高质量的产品,且综合收率不高。
CN101935339A公开了一种全保护合成布舍瑞林的方法,固相合成布舍瑞林后,裂解去除树脂,然后将全保护肽经过乙氨基化、裂解脱除保护基的步骤得到布舍瑞林,该方法无论是乙氨基化过程,在冰水浴条件下进行,不适于工业化操作。WO2008/044890公开了一种合成布舍瑞林的方法,分别合成Pro-NH-Et和Pyr-His-Trp-Ser-Tyr-D-Ser(tBU)-Leu-Arg-OH,然后偶联、去除保护基获得布舍瑞林;该方法先通过氨基酸偶联获得肽链,之后先脱除树脂,然后再偶联氨基酸Pro-NH-Et,实际操作过程中,工艺变化非常繁琐。
发明内容
针对现有技术中合成布舍瑞林的方法产率低、纯度低、和操作繁琐的问题,本发明提供了一种新的合成布舍瑞林的方法。
本发明提供了一种固相合成布舍瑞林的方法,步骤包括:
步骤1,提供如结构式(I)乙胺基载体树脂EtNH-SupportingResin;
步骤2,以所述乙胺基载体树脂为固相合成多肽树脂,偶联Fmoc-Pro-OH,脱除保护基,得到NH2-Pro-EtN-SupportingResin;
步骤3,NH2-Pro-EtN-SupportingResin与Fmoc-Arg(PG1)-OH偶联得到NH2-Arg(PG1)-Pro-NEt-SupportingResin;其中,PG1为Arg侧链保护基团;
步骤4,依次偶联布舍瑞林肽链中的其它氨基酸,得到Pyr-His(PG6)-Trp(PG5)-Ser(PG4)-Tyr(PG3)-D-Ser(tBU)-Leu(PG2)-Arg(PG1)-Pro-NEt-SupportingResin;其中,PG1至PG6分别独立的为氨基酸侧链保护基团,或者不存在;
步骤5,酸性条件下进行裂解脱除载体树脂,得到全保护肽:
Pyr-His(PG6)-Trp(PG5)-Ser(PG4)-Tyr(PG3)-D-Ser(tBU)-Leu(PG2)-Arg(PG1)-Pro-NHEt;
步骤6,所述全保护肽通过氢化反应脱除PG1至PG6,得到布舍瑞林。
在本发明所述的方法中,所述载体树脂中的polymer可以是任意用于固相合成多肽的树脂聚合物中的一种或几种,并优选为聚苯乙烯、苯乙烯-苯二乙烯交联树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯-乙二醇树脂等,并优选为聚苯乙烯(PS)。
在本发明所述的方法中,步骤1中所述合成的载体树脂EtNH-SupportingResin中,乙胺基取代度优选为0.8-1.0mmol/g,即可以含有部分未取代乙胺基的载体树脂。
其中,所述EtNH-SupportingResin的合成方法优选为:
乙氨钠CH3-CH2-NH-Na+与结构式(II)所示载体树脂(SupportingResin)反应制备,其中X为卤素,如Cl、Br、I。
其中,所述载体树脂(II)最优选为CTC树脂。
其中,CH3-CH2-NH-Na+与载体树脂反应优选为无水条件下进行。
其中,CH3-CH2-NH-Na+与载体树脂反应的步骤更优选为:将氨基钠NH2Na溶液加入到溶胀的载体树脂中,5-40℃反应2-12h,反应后的树脂洗涤后与碘乙烷5-30℃反应2-12h。
反应式如下:
其中,X、Y分别独立选自卤素,如Cl、Br、I。
其中,NH2Na溶液所用溶剂与反应溶剂均可以独立地是四氢呋喃、甲苯、乙醚、二氯甲烷、乙氰中的任意一种或几种的混合溶剂。
其中,CH3-CH2-NH-Na+与载体树脂反应的反应温度优选为5-35℃,更优选为10-30℃,更优选为10-20℃,更优选为10-15℃。
其中,CH3-CH2-NH-Na+与载体树脂反应的反应时间更优选为4-10h,更优选为6-8h,更优选为6-7h。
本发明所述的方法中,步骤2中偶联Fmoc-Pro-OH反应中,优选为在缩合剂存在下进行,所述缩合剂可以是任意能够用于促进羧酸与胺缩合的缩合剂,如碳二亚胺类缩合剂、鎓盐类缩合剂、有机磷类缩合剂、以及其它缩合剂等中的任意一种或几种的组合。其中:
碳二亚胺类缩合剂如二环己基碳二亚胺(DCC)、二异丙基碳二亚胺(DIC)、1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDCI)等;
鎓盐类缩合剂如O-(7-氮杂苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓六氟磷酸盐(HATU)、O-(苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓六氟磷酸盐(HBTU)、O-(5-氯苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓六氟磷酸盐HCTU、O-(7-氮杂苯并三氮唑-1-基)-二(四氢吡咯基)碳鎓六氟磷酸盐(HAPyU)、O-(苯并三氮唑-1-基)-二(四氢吡咯基)碳鎓六氟磷酸盐(HBPyU)、O-(苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓四氟硼酸盐(TBTU)、O-(N-丁二酰亚胺基)-二(二甲胺基)碳鎓四氟硼酸盐(TSTU)、O-(N-endo-5-降崁烯-2,3-二碳二酰亚胺基)-二(二甲胺基)碳鎓四氟硼酸盐(TNTU)、苯并三氮唑-1-基氧-三(二甲胺基)鏻鎓六氟磷酸盐(BOP)、苯并三氮唑-1-基氧-三(四氢吡咯基)鏻鎓六氟磷酸盐(PyBOP)、7-氮杂苯并三氮唑-1-基氧-三(四氢吡咯基)鏻鎓六氟磷酸盐PyAOP等;
有机磷类缩合剂如二苯基磷酰氯(DPP-Cl)、氰代磷酸二乙酯(DECP)、叠氮化磷酸二苯酯(DPPA)、硫代二甲基磷酰基叠氮(MPTA)、二(2-氧-3-唑烷基)磷酰氯(BOP-Cl)等;
其它缩合剂如三苯基磷-多卤代甲烷、三苯基磷-六氯丙酮、三苯基磷-NBS(NBS:N-溴代丁二酰亚胺)等。
本发明所述的方法中,步骤2中偶联Fmoc-Pro-OH反应中,还可以加入活化剂,可用于碳二亚胺类缩合剂的活化剂包括4-N,N-二甲基吡啶(DMAP)、4-吡咯烷基吡啶(4-PPY)、1-羟基苯并三氮唑(HOBt)、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑(HOAt)、(N-羟基琥珀酰亚胺)HOSu、N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)、N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺NHNI、五氟苯酚(PFPOH)中的任意一种或几种的组合。
本发明所述的方法中,步骤2中偶联Fmoc-Pro-OH反应中,还可以加入碱性物质,可以是有机碱和/或无机碱,更优选为有机碱,所述无机碱如NaHCO3、Na2CO3、NaOH、K2CO3、KOH、KH2PO4等,所述有机碱优选为有机胺类物质,如三乙胺、N-甲基吗啉(NMM)、二异丙基乙胺(DIEA)等。
本发明所述的方法中,步骤2中偶联Fmoc-Pro-OH反应中,可以是在溶剂中进行,所述溶剂可以优选为二氯乙烷、乙醚、四氯化碳、甲苯等中的任意一种或几种的混合物。
本发明所述的方法中,步骤2中偶联Fmoc-Pro-OH反应中,反应温度优选为10-50℃,更优选为15-40℃,更优选为20-35℃,更优选为25-30℃。
本发明所述的方法中,步骤2中偶联Fmoc-Pro-OH反应中,反应时间优选为≥5h,更优选为5-24h,更优选为5-18h,更优选为6-12h,更优选为8-10h。
本发明所述的方法中,步骤2中偶联Fmoc-Pro-OH反应中,优选为Fmoc-Pro-OH与乙胺基载体树脂摩尔比可以是1∶1,或者Fmoc-Pro-OH过量,并优选为(1-10)∶1,更优选为(2-8)∶1,更优选为(3-6)∶1,如4∶1、5∶1。
本发明所述的方法中,步骤2得到的NH2-Pro-EtN-SupportingResin中,Pro取代度优选为0.6-0.9mmol/g。
本发明上述的方法中,步骤5所述酸性条件优选为在三氟乙酸存在条件下,更优选为体积百分比为1-5%三氟乙酸溶液,其中,三氟乙酸溶液体积百分比浓度更优选为1.5-4%(v/v),更优选为2-3%(v/v)。
其中所述三氟乙酸溶液的溶剂优选为二氯甲烷。
本发明所述的方法中,步骤6的氢化反应中,优选为在加氢催化剂存在下进行,所述加氢催化剂可以是选自铂、钯、镍、钴、钌、铑、铱、锇催化剂中的任意一种或几种的混合物。
优选地,所述催化剂为Pt/C催化剂,其中,所述催化剂中,Pt质量含量优选为5-20%,如8%、10%、15%等。
本发明所述的方法中,步骤6的氢化反应优选为在溶剂中进行,所述溶剂可以是任意能够溶解Pyr-His(PG6)-Trp(PG5)-Ser(PG4)-Tyr(PG3)-D-Ser(tBU)-Leu(PG2)-Arg(PG1)-Pro-NEt-CTCResin、而不使催化剂丧失催化活性的溶剂,如甲醇、乙醇、丙醇等。
本发明上述的方法中,His(PG6)、Trp(PG5)、Ser(PG4)、Tyr(PG3)、Leu(PG2)、Arg(PG1)分别优选为His(Trt)、Trp、Ser(Bzl)、Tyr(Bzl)、Leu、Arg(NO2)。
本发明第二个方面是提供一种用于固相合成布舍瑞林的载体树脂,所述载体树脂结构如下:
其中,polymer可以是任意用于固相合成多肽的树脂聚合物,并优选为聚苯乙烯、苯乙烯-苯二乙烯交联树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯-乙二醇树脂等,并优选为聚苯乙烯。
其中,所述合成的载体树脂EtNH-SupportingResin中,取代度优选为0.8-1.0mmol/g。
应当理解的是,本发明上述方法中,在没有特别说明的情况下,各个优选实施例均可以由本领域技术人员不受限制的进行任意组合,并且其组合也包含在本发明内容中。
本发明所述的固相合成布舍瑞林的方法,所有的合成过程都集中在固相载体上完成,采用全保护合成,最终通过氢化的手段去除不必要的侧链保护基,这一工艺可以将因活性侧链参与偶联反应而引入的杂质降至最少,且省略了乙胺化的过程,大大降低了操作的繁琐性,提供了产品收率,大大降低了产品的生产成本。
因此,本发明提供了一种高收率、低成本、反应条件温和、环境污染小、有利于实现产业化的布舍瑞林固相合成方法。
附图说明
图1为本发明一种实施例中固相合成布舍瑞林方法的合成路线图;
图2为本发明所述方法制备的布舍瑞林的MS谱图。
具体实施方式
实施例1
参照图1,本实施例固相合成布舍瑞林的方法如下:
步骤1,乙胺基CTC树脂的制备,合成路线如下:
CTC(I-1)树脂在二氯甲烷(DCM,20mlDCM/gCTC树脂)中溶胀3h以上,然后用质量浓度1%的TEA的DCM溶液洗涤。
氨基钠、DCM按照1∶3重量比缓缓加入到置有溶胀CTC树脂的容器中,密封,干冷处理20min,室温下反应6-4h。DCM、甲醇和乙氰(ACN)洗涤。
加入碘乙烷的乙腈(10mlACN/gCTC树脂)溶液,反应7-8h。
甲醇、DMF洗涤,得到乙氨基CTC树脂(II-1),记为EtNH-CTCResin。步骤2,偶联氨基酸Pro
1eqEtNH-CTCResin与4eqFmoc-Pro-OH,在3.5eqBOP和8eqNMM存在下,25-30℃反应10小时,得到Fmoc-Pro-EtN-CTCResin。
20%哌啶溶液中,DMF存在下,脱除保护基Fmoc,反应温度为20-25℃,反应时间为30min。得到NH2-Pro-EtN-CTCResin。
步骤3,偶联氨基酸Arg(NO2)
加入3eqFmoc-Arg(NO2)-OH,在3eqDIC+1.5eqNMM+3eqHOBT存在下进行偶联反应,具体操作可以参考现有固相合成多肽的技术。
然后采用步骤2中同样的方法脱除保护基Fmoc,得到NH2-Arg(NO2)-Pro-EtN-CTCResin。
步骤4,偶联其它氨基酸
采用与步骤3相同的方法,根据布舍瑞林的肽链结构,依次加入Fmoc-Leu-OH、Fmoc-D-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Tyr(Bzl)-OH、Fmoc-Ser(Bzl)-OH、Fmoc-Trp-OH、Fmoc-His(Trt)-OH、Fmoc-Pyr-OH、Fmoc-Trp–OH,依次偶联第三至第九个氨基酸(3-9AA):Leu、D-Ser(tBu)、Tyr(Bzl)、Ser(Bzl)、Trp、His(Trt)、和Pyr。
得到全保护的9肽树脂Pyr-His(Trt)-Trp-Ser(Bzl)-Tyr(Bzl)-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg(NO2)-Pro-NEt-CTCResin。
步骤5,去除CTC树脂
2%(v/v)三氟乙酸(TFA)的DCM溶液中,搅拌30min,过滤,去除树脂,滤液用10%(v/v)NMM/DCM溶液中和,减压浓缩。
得到全保护肽Pyr-His(Trt)-Trp-Ser(Bzl)-Tyr(Bzl)-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg(NO2)-Pro-NHEt。
步骤6,氢化脱除保护基
全保护肽溶于甲醇中,通入H2,压力保持为2.5MPa,以10%(v/v)Pt/C为催化剂,反应24h,脱除D-Ser(Bzl)之外的其它各氨基酸的侧链保护基,过滤,滤液浓缩至干,得到Pyr-His-Trp-Ser-Tyr-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg-Pro-NHEt粗产品粉末。
将粗产品粉末溶于甲醇中,加入冷乙醚沉淀,离心分离,真空干馏,得到布舍瑞林粗产品,纯度88%,然后通过反相高效液相色谱纯化,得到高纯度布舍瑞林,纯度99.5%,总体收率为39%。
所得布舍瑞林MS谱图见图2,与布舍瑞林肽链结构相符。
实施例2
本实施例固相合成布舍瑞林的方法如下:
步骤1,制备乙氨基CTC树脂,记为EtNH-CTCResin。
步骤2,偶联氨基酸Pro
1eqEtNH-CTCResin与3eqFmoc-Pro-OH,在3eqBOP和9eqNMM存在下,25-30℃反应15小时,得到Fmoc-Pro-EtN-CTCResin。
脱除保护基Fmoc,得到NH2-Pro-EtN-CTCResin。
步骤3,偶联氨基酸Arg(NO2)
加入3eqFmoc-Arg(NO2)-OH,在3eqDIC+1eqNMM+2eqHOBT存在下进行偶联反应,具体操作可以参考现有固相合成多肽的技术。
然后脱除保护基Fmoc,得到NH2-Arg(NO2)-Pro-EtN-CTCResin。
步骤4,偶联其它氨基酸
依次偶联第三至第九个氨基酸(3-9AA):Leu、D-Ser(tBu)、Tyr(Bzl)、Ser(Bzl)、Trp、His(Trt)、和Pyr。
得到Pyr-His(Trt)-Trp-Ser(Bzl)-Tyr(Bzl)-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg(NO2)-Pro-NEt-CTCResin。
步骤5,去除CTC树脂
DCM存在下,2%三氟乙酸(TFA)溶液中,裂解反应去除CTC树脂。
脱除CTC树脂后,得到Pyr-His(Trt)-Trp-Ser(Bzl)-Tyr(Bzl)-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg(NO2)-Pro-NHEt。
步骤6,氢化脱除保护基
甲醇溶液中,通入H2,压力保持为3.0MPa,以10%Pt/C为催化剂,反应24h,脱除D-Ser(Bzl)之外的其它各氨基酸的侧链保护基,真空干馏得到Pyr-His-Trp-Ser-Tyr-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg-Pro-NHEt粗产品粉末。
将粗产品粉末溶于甲醇中,加入冷乙醚沉淀,离心分离,真空干馏,得到布舍瑞林粗产品,纯度86%,然后通过反相高效液相色谱纯化,得到高纯度布舍瑞林,纯度98%,总体收率为39%。
实施例3
本实施例固相合成布舍瑞林的方法如下:
步骤1,制备乙氨基CTC树脂,记为EtNH-CTCResin。
步骤2,偶联氨基酸Pro
1eqEtNH-CTCResin与5eqFmoc-Pro-OH,在4eqBOP和8eqNMM存在下,25-30℃反应15小时,得到Fmoc-Pro-EtN-CTCResin。
脱除保护基Fmoc,得到NH2-Pro-EtN-CTCResin。
步骤3,偶联氨基酸Arg(NO2)
加入3eqFmoc-Arg(NO2)-OH,在3eqDIC+2eqNMM+2eqHOBT存在下进行偶联反应,具体操作可以参考现有固相合成多肽的技术。
然后脱除保护基Fmoc,得到NH2-Arg(NO2)-Pro-EtN-CTCResin。
步骤4,偶联其它氨基酸
依次偶联第三至第九个氨基酸(3-9AA):Leu、D-Ser(tBu)、Tyr(Bzl)、Ser(Bzl)、Trp、His(Trt)、和Pyr。
得到Pyr-His(Trt)-Trp-Ser(Bzl)-Tyr(Bzl)-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg(NO2)-Pro-NEt-CTCResin。
步骤5,去除CTC树脂
DCM存在下,2%(v/v)三氟乙酸(TFA)溶液中,裂解反应去除CTC树脂。
脱除CTC树脂后,得到Pyr-His(Trt)-Trp-Ser(Bzl)-Tyr(Bzl)-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg(NO2)-Pro-NHEt。
步骤6,氢化脱除保护基
乙醇溶液中,通入H2,压力保持为2.0MPa,以Pd/C为催化剂,脱除D-Ser(Bzl)之外的其它各氨基酸的侧链保护基,真空干馏得到Pyr-His-Trp-Ser-Tyr-D-Ser(Bzl)-Leu-Arg-Pro-NHEt粗产品粉末。
将粗产品粉末溶于甲醇中,加入冷乙醚沉淀,离心分离,真空干馏,得到布舍瑞林粗产品,纯度87%,然后通过反相高效液相色谱纯化,得到高纯度布舍瑞林,纯度98.5%,总体收率为38.5%。
本发明所提供的固相合成布舍瑞林的方法,固相载体树脂上形成乙胺基,脱除树脂后乙胺基保留在肽链上,因此,省去了现有技术中合成肽链后的乙胺基化反应,或者脱除载体树脂后重新偶联含乙胺基氨基酸Pro-NHEt的步骤。因此,本发明在简化产品合成工艺的操作方面,提供工艺稳定性方面,提供产品总体收率,降低成本方面都有较大突破。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。