CN1090615C - Nα－2－(4－硝基苯基磺酰基)乙氧羰基氨基酸 - Google Patents
Nα－2－(4－硝基苯基磺酰基)乙氧羰基氨基酸 Download PDFInfo
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Abstract
具有通式(I)的被保护的氨基酸衍生物，其中R1代表氢原子而R2可以代表羟甲基，1-羟乙基，4-羟苄基，(4-咪唑基)甲基，苄氧甲基，1-苄氧乙基，4-苄氧苄基，苄氧羰基甲基，2-(苄氧羰基)乙基，S-苄基硫甲基，S-(二苯甲基)硫甲基，4-(苄氧脲基)丁基，3-胍基丙基，3-(NG-甲苯磺酰基)胍基丙基，3-(NG-硝基)胍基丙基，3-[NG-(4-甲氧-2，3，6-三甲基苯磺酰基)]胍基丙基，N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基甲基，2-[N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基]乙基，S-叔丁基二硫甲基，4-[2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧脲基]丁基，丙基，丁基，乙基，3-(苄氧脲基)丙基或3-(叔-丁氧脲基)丙基。提供了所说的衍生物的制备方法。
Description
发明背景
本发明的领域是对肽合成有用的新的被保护氨基酸的衍生物，名叫Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基氨基酸，具有通式(I)：
其中R1代表氢原子，而R2可以代表羟甲基，1-羟乙基，4-羟苄基，(4-咪唑基)甲基，苄氧甲基，1-苄氧乙基，4-苄氧苄基，苄氧羰基甲基，2-(苄氧羰基)乙基，S-苄基硫甲基，S-(二苯基甲基)硫甲基，4-(苄氧脲基)丁基，3-胍基丙基，3-(NG-甲苯磺酰基)胍基丙基，3-(NG-硝基)胍基丙基，3-〔NG-(4-甲氧-2，3，6-三甲基苯磺酰)〕胍基丙基，N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基甲基，2-〔N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基〕乙基，S-叔丁基二硫甲基，4-〔2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧脲基〕丁基，丙基，丁基，乙基，3-(苄氧脲基)丙基或3-(叔-丁氧脲基)丙基，和提供了所说的衍生物的制备方法。
Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基氨基酸(Nsc-氨基酸)I代表一类用于化学合成肽的被保护氨基酸衍生物。在这些衍生物中Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基(Nsc)用作暂时性的Nα-保护，它可在肽链伸长的每一步之后选择性地被涂去，Nsc-基对酸性试剂有相当好的抵抗力而在非质子介质中被有机碱按β-消除方式被断下。缓和的断裂条件可允许使用肽合成中暂时性的Nα-Nsc保护与广用的叔-丁基或苄基的酸敏性侧链保护结合起来，提供了所谓“正交”合成战略。
近来Nα-Nsc-氨基酸，它们的制备方法和它们在固相肽合成中的应用已在国际出版物No.WO96 25394中公开。然而只有极少数蛋白质氨基酸的Nα-Nsc-衍生物被叙述。它们只是打算用于有全部酸敏性叔-丁基或相容类型侧链保护的固相肽合成。
发明概要
因此，发展新的Nα-Nsc-氨基酸以扩大对固相合成有用的衍生物是符合祈望的。另一方面，有用的是提供另一类型的侧链保护(例如，相容的苄基)以及无侧链保护的Nα-Nsc-氨基酸衍生物，这可能对液相的肽合成带来新的机会。
本发明的目的之一是提供新的Nα-Nsc-氨基酸衍生物，更具体地说是具有通式I的Nα-2-(硝基苯基磺酰基)乙氧羰基-氨基酸类。
其中R1代表氢原子，而R2可以代表羟甲基，1-羟乙基，4-羟苄基，(4-咪唑基)甲基，苄氧甲基，1-苄氧乙基，4-苄氧苄基，苄氧羰基甲基，2-(苄氧羰基)乙基，S-苄基硫甲基，S-(二苯基甲基)硫甲基，4-(苄氧脲基)丁基，3-胍基丙基，3-(NG-甲苯磺酰基)胍基丙基，3-(NG-硝基)胍基丙基，3-〔NG-(4-甲氧-2，3，6-三甲基苯磺酰基)〕胍基丙基，N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基甲基，2-〔N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基〕乙基，S-叔丁基二硫甲基，4-〔2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧酰氨基〕丁基，丙基，丁基，乙基，3-(苄氧脲基)丙基或3-(叔-丁氧脲基)丙基，它们在肽合成中能被作为被保护的氨基酸使用。
本发明的另一目的是提供制备所说的Nα-Nsc-氨基酸类的方法。这些以及在本发明的其他目的将在以下叙述中显示出来。发明详述
本发明的Nα-Nsc-氨基酸类的制备，是通过在水/有机溶剂的混合溶剂中并有碱存在下，由具有通式II的氨基酸类，其中R1和R2的含义相同于通式I的表达，与通式III表示的氯甲酸2-(4-硝基苯基磺酰基)乙酯在0至40℃，优选0至20℃以反应而得(反应式1)。
进入反应的氯甲酸酯III的加入量相对于氨基酸是从0.5到1.5克分子当量，优选0.7到0.9。作为有机溶剂，任何能溶解酰化试剂又能与水混溶的非质子有机溶剂都可以用，例如乙腈，DMF，四氢呋喃或二氧六环。碱可以是有机或无机的，例如碳酸钠或钾，氧化镁或钙，三乙胺，N-甲基码啉。
按照本发明的另一方法是将具有通式II的氨基酸先用有机合成中已知的方法转化成N，O-三甲基硅烷基衍生物，然后用等当量的氯甲酸酯III在无水的有机溶剂，例如二氯甲烷中，并在碱(例如叔胺)存在下处理。在中间的酰化三甲基硅烷基衍生物水解后，游离型的Nα-Nsc-氨基酸I就被得到。
通式I的衍生物，其中R1是氢而R2代表N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基甲基或2-〔N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基〕乙基的，可以通过将通式I，其中R1代表氢，R2代表酰氨甲基或2-(酰氨基)乙基的衍生物与4，4′-二甲氧二苯甲醇在有机溶剂中并有酸如强酸存在下反应制备。作为溶剂可用醋酸，作为强酸可用硫酸或甲烷磺酸。
通式I的衍生物，其中R1是氢，而R2代表3-胍基丙基(Nα-Nsc-Arg-OH)，可以通过使精氨酸与氯甲酸2-(4-硝基苯基硫)乙酯在碳酸氢钠的水溶液中反应，然后将所得的Nα-2-(4-硝基苯基硫)乙氧羰基精氨酸在有机溶剂，例如乙醇或醋酸中，用过氧化氢氧化成所需要的Nα-Nsc-精氨酸。
通式I的衍生物，其中R1是氢，而R2代表(4-咪唑基)甲基(Nα-Nsc-His-OH)，可以从Nα-Nsc-Nim-保护的组氨酸衍生物通过选择性去咪唑环保护得到。例如从已知的Nα-Nsc-Nim-三苯甲基组氨酸的选择性酸性脱三苯基甲基来制备。
从分子式可以看到化合物通式I有一个不对称的α-碳原子。因为α-碳原子在制备化合物I时不参加反应，所以原来氨基酸II中存在的手性中心构型在以后做成的Nα-Nsc-衍生物中保持不变。因此很显然，本发明的方法能被用于按照化合物II的构型制备任何手性型(L或D)的Nα-Nsc-氨基酸和外消旋化合物。
在本发明中，通式I的衍生物中的R1和R2取代基的意义，相应于已知的含或不含保护基的α-氨基酸的一些侧链结构，如表1。
表1化合物类I中取代基R1和R2的含义
| 编号 | R1 | R2 | 氨基酸 | 缩 写 |
| I-1I-2I-3I-4I-5I-6I-7I-8I-9I-10I-11I-12I-13I-14I-15I-16I-17I-18I-19I-20I-21I-22I-23I-24I-25 | HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH | 羟甲基1-羟乙基4-羟苄基(4-咪唑基)甲基苄氧甲基1-苄氧乙基4-苄氧苄基苄氧羰基甲基2-(苄氧羰基)乙基S-苄基硫甲基S-(二苯基甲基)硫甲基4-(苄氧脲基)丁基3-胍基丙基3-(NG-甲苯磺酰基)胍基丙基3-(NG-硝基)胍基丙基3-[NG-(4-甲氧-2，3，6-三甲基苯磺酰基)]胍基丙基N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基甲基2-[N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基]乙基S-叔丁基二硫甲基4-[2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧脲基]丁基丙基丁基乙基3-(苄氧脲基)丙基3-(叔-丁氧脲基)丙基 | 丝氨酸苏氨酸酪氨酸组氨酸O-苄基丝氨酸O-苄基苏氨酸O-苄基酪氨酸天冬氨酸β-苄酯谷氨酸γ-苄酯S-苄基半胱氨酸S-二苯基甲基半胱氨酸Nε-苄氧羰基赖氨酸精氨酸NG-甲苯磺酰基NG-硝基精氨酸NG-(4-甲氧-2，3，6-三甲基苯磺酰基精氨酸Nβ-(4，4’-二甲氧二苯甲基)天冬酰胺Nγ-(4，4’-二甲氧二苯甲基)谷氨酰胺S-叔-丁基硫-半胱氨酸Nε-[2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基]-赖氨酸正缬氨酸正亮氨酸α-氨基丁酸Nδ-苄氧羰基鸟氨酸Nδ-叔丁氧羰基鸟氨酸 | Nsc-Ser-OHNsc-Thr-OHNsc-Tyr-OHNsc-His-OHNsc-Ser(Bzl)-OHNsc-Thr(Bzl)-OHNsc-Tyr(Bzl)-OHNsc-Asp(OBzl)-OHNsc-Glu(OBzl)-OHNsc-Cys(Bzl)-OHNsc-Cys(Dpm)-OHNsc-Lys(Z)-OHNsc-Arg-OHNsc-Arg(Tos)-OHNsc-Arg(NO2)-OHNsc-Arg(Mtr)-OHNsc-Asn(Mbh)-OHNsc-Gln(Mbh)-OHNsc-Cys(StBu)-OHNsc-Lys(Nsc)-OHNsc-Nva-OHNsc-Nle-OHNsc-Abu-OHNsc-Orn(Z)-OHNsc-Orn(Boc)-OH |
与国际出版物No.W096/25394公开的Nα-Nsc-氨基酸一起，列示在表1中的通式I化合物，可用于广范围立体构型的肽合成，不仅包括固相合成，也包括溶液合成。使用Nα-Nsc-保护现在有可能去发展在叔丁基类型或苄基类型或混合类型的侧链保护基础上的溶液中肽组配的合成计划，也能应用于最少侧链保护的立体异构体。
因此，本发明可以看作是前述的国际出版物No.W096/25394的增补和继续。
本发明现在将用实施例来叙述，但提供的只是说明而非限制。除非另有指出，以下叙述中所有氨基酸都是L-构型。实施例1.Nα-Nsc-O-苄基-酪氨酸(I-7)
8.15克O-苄基-酪氨酸和7.7克碳酸钾被溶在150毫升水-二氧六环混合物(3∶1体/体)中并在冰浴中冷却之，随后在搅拌下将7.5克氯甲酸2-(4-硝基苯基磺酰基)乙酯III在70毫升二氧六环中的溶液在15分钟内滴入。移去冰浴，继续搅拌20分钟，然后在减压下蒸发到约100毫升，并转移到一个分液漏斗中，加水100毫升并用2×50毫升的乙酸乙酯萃取。将水层分离并在冰浴冷却下用40％硫酸将pH调到2，接着用3×80毫升乙酸乙酯萃取。把萃取液合并在一起并用无水硫酸钠干燥，干燥后的乙酸乙酯溶液减压蒸干。将残留物在乙酸乙酯-己烷中重结晶，得到预期产物I-7的白色晶状粉末(70％)。其表征见表2(实施例7)实施例2.Nα-Nsc-苏氨酸(I-2)
3.58克苏氨酸和100毫升无水二氯甲烷放在250毫升园底烧瓶中，配置回流冷凝器和滴液漏斗，对此悬浮物，在剧烈搅拌下加入9.7毫升三甲基氯硅烷并将混合物加热至沸1小时形成的溶液用冰浴冷却，然后在搅拌下加入9.0毫升三乙胺和9.0克氯甲酸酯III混合物在冰浴中搅拌20分钟后，接着在室温下再搅拌1.5小时，减压蒸去溶剂，残留物在200毫升乙酸乙酯和250毫升的2.5％碳酸氢钠水溶液间分配。分出水层，用50毫升乙醚洗涤，继用1N盐酸酸化至pH 2，再用3×70毫升乙酸乙酯萃取。合并萃取液，用无水硫酸钠干燥后，减压蒸发，残留物用石油醚粉化，给出白色粉状的预期产物I-2(75％)。其表征见表2(实施例7)实施例3. Nα-Nsc-Nδ-苄氧羰基-鸟氨酸(I-24)
8.0克Nδ-苄氧羰基-鸟氨酸和120毫升无水二氯甲烷放在250毫升园底烧瓶中，配置回流冷凝器和滴液漏斗。向此混合物中，在剧烈搅拌下相继滴加12.7毫升三乙胺和7毫升三甲基氯硅烷并将混合物加热沸腾1.5小时，然后将反应混合物用冰浴冷却。将9.0克氯甲酸酯III一次加入并在室温下搅拌1.5小时。减压蒸去溶剂，将残留物分配于250毫升乙酸乙酯和250毫升2.5％碳酸氢钠的水溶液之间，分出水层，用50毫升乙醚洗涤，用1N盐酸酸化到pH 2，而后用2×100毫升乙酸乙酯萃取。合并萃取液并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂，残留物在乙酸乙酯-己烷中重结晶，给出白色粉状的预期产物I-24(84％)，表征见表2(实施例7)实施例4.Nα-Nsc-N(4，4′-二甲氧二苯甲基)-天冬酰胺(I-17)
3.89克Nα-Nsc-天冬酰胺和2.6克4，4′-二甲氧二苯甲醇被溶解在2.5毫升冰醋酸中，向此溶液中加入0.4毫升甲烷磺酸并在室温下将此混合物放置过夜后倾入100毫升冰水中搅和，滤出形成的沉淀物，用水和乙醚洗涤，粗产物溶在10毫升温热的DMF中，过滤，并用乙醚重沉淀。通过滤收集沉淀物，用乙醚洗涤，真空干燥，产出预期的化合物I-17，是一种结晶性粉末(80％)，表征见表2(实施例7)实施例5.Nα-Nsc-精氨酸(I-13)
向1.7克碳酸氢钠和4.22克盐酸精氨酸溶在2.5毫升水中的溶液中，在室温和搅拌下将5.74克氯甲酸2-(4-硝基苯基硫)乙酯在30分钟内以5等份分5次加入，并继续搅拌2小时，此混合物用浓氨水皂化到pH 8.5并在4℃放置3小时。收集析出的沉淀并用冰水洗涤，吸滤至干并溶于30毫升醋酸。向所成的溶液中加入4毫升34％的过氧化氢，并在室温下放置30小时。将混合物蒸干，残留物用乙酸乙酯粉化，过滤收集，用乙醚洗涤并在空气中干燥，得预期产物I-13(88％)，表征见表2(实施例7)实施例6.Nα-Nsc-组氨酸(I-4)
6.6克Nα-Nsc-Nim-三苯甲基-组氨酸被溶在30毫升90％的含水醋酸中并加热回流30分钟，冷却后滤出沉淀，并将滤液蒸干。残留物用乙醚粉化，并滤出收集，得出预期的化合物I-4(95％收率)，表征见表2(实施例7)实施例7.Nα-Nsc-氨基酸(I)的性质
在表2中列出的是用实施例1-6提供的方法制备的具有通式I的化合物。竖行“方法”中的数字相当于合成该样品所用方法的各实施例序号，色谱移动值Rf是用氯仿/甲醇/醋酸95∶5∶3(A)和苯/丙酮/醋酸100∶50∶3(B)两种展开溶剂在Aufolien Kesselgel 60 F254(Merck，Darmstadt，德国)的薄层色谱板上显示的值，迹点用紫外吸收及/或茚三酮试验检测。分子离子质量(M+H)+是用MS-BC-1飞行时间质谱，具有Cf252放射-促进脱附测定的(Electrom SPA，Sumy，Ukraine)。
表2.Nα-Nsc-氨基酸I的性质
| 进料 | 化合物 | 方法 | Rf(A) | Rf(B) | 分子式 | 分子离子(M+H)+ | |
| 计算值 | 实测值 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| I-1I-2I-3I-4I-5I-6I-7I-8I-9I-10I-11I-12I-13I-14I-15I-16I-17I-18I-19I-20I-21I-22I-23I-24I-25 | Nsc-Ser-OHNsc-Ihr-OHNsc-Tyr-OHNsc-His-OHNsc-Ser(Bzl)-OHNsc-Thr(Bzl)-OHNsc-Tyr(Bzl)-OHNsc-Asp(OBzl)-OHNsc-Glu(OBzl)-OHNsc-Cys(OBzl)-OHNsc-Cys(Dpm)-OHNsc-Cys(Z)-OHNsc-Arg-OHNsc-Arg(Tos)-OHNsc-Arg(NO2)-OHNsc-Arg(Mtr)-OHNsc-Asn(Mbh)-OHNsc-Gln(Mbh)-OHNsc-Cys(StBu)-OHNsc-Lys(Nsc)-OHNsc-Nva-OHNsc-Nle-OHNsc-Abu-OHNsc-Om(Z)-OHNsc-Om(Boc)-OH | 22261，331，33331，3351，223443322233 | 0.400.420.400.150.700.700.750.600.620.750.750.650.100.350.250.430.550.580.600.550.650.650.600.620.65 | 0.300.350.370.100.550.550.550.450.430.600.700.500.050.300.150.350.380.330.450.400.500.500.470.470.43 | C12H14N2O9SC13H16N2O9SC18H18N2O9SC15H16N4O8SC19H20N2O9SC20H22N2O9SC25H24N2O9SC20H20N2O10SC21H22N2O10SC19H20N2O8S2C25H24N2O8S2C23H27N3O10SC15H21N5O8SC22H27N5O10S2C15H20N6O10SC25H33N5O10S2C28H29N3O11SC29H31N3O11SC16H22N2O8S3C24H28N4O14S2C14H18N2O8SC15H20N2O8SC13H16N2O8SC22H25N3O10SC19H27N3O10S | 363.32377.35439.44413.40453.46467.49529.57481.47459.50469.53545.63538.58432.45586.64477.45628.73616.65630.68467.57661.66375.39389.42375.40533.55490.53 | 363.6377.6439.9413.1453.8467.9530.1480.9495.1469.3545.2538.3432.8586.9477.1629.4616.1630.2567.2662.1375.6389.6375.8534.0491.0 |
Claims (6)
1.具有以下通式的Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基氨基酸，
其中R1代表氢原子，而R2代表羟甲基，1-羟乙基，4-羟苄基，(4-咪唑基)甲基，苄氧甲基，1-苄氧乙基，4-苄氧苄基，苄氧羰基甲基，2-(苄氧羰基)乙基，S-苄基硫甲基，S-(二苯基甲基)硫甲基，4-(苄氧脲基)丁基，3-胍基丙基，3-(NG-甲苯磺酰基)胍基丙基，3-(NG-硝基)胍基丙基，3-〔NG-(4-甲氧-2，3，6-三甲基苯磺酰基)〕胍基丙基，N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基甲基，2-〔N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基〕乙基，S-叔丁基二硫甲基，4-〔2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧脲基〕丁基，丙基，丁基，乙基，3-(苄氧脲基)丙基或3-(叔-丁氧脲基)丙基。
2.一种制备如权利要求1所定义的式(I)化合物的方法，它包括将式(II)的氨基酸
HNR1-CHR2-COOH (II)其中R1和R2如权利要求1所定义，在碱存下的水-有机溶剂混合溶剂中与式(III)的氯甲酸2-(4-硝基苯基磺酰基)乙酯反应。
3.一种制备如权利要求1所定义的式(I)化合物的方法，它包括：
a)将通式(II)的氨基酸
HNR1-CHR2-COOH (II)其中R1和R2如权利要求1所定义，转化成其N，O-三甲基硅烷基化的衍生物；
b)将所说的N，O-三甲基硅烷基化的衍生物在碱存在下在无水的有机溶剂中与式(III)的氯甲酸2-(4-硝基苯基磺酰基)乙酯反应并随即水解。
4.一种制备如权利要求1所定义的式(I)化合物的方法，其通式中R1代表氢原子和R2代表N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基甲基或2-〔N-(4，4′-二甲氧二苯甲基)酰氨基〕乙基，包括将Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基-天冬酰胺或Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基-谷氨酰胺与4，4′-二甲氧二苯甲醇于酸存在下在有机溶剂中反应。
5.一种制备如权利要求1所定义的式(I)化合物的方法，其通式中R1代表氢原子而R2代表3-胍基丙基，包括使精氨酸与氯甲酸2-(4-硝基苯基硫)乙酯在碳酸氢钠的水溶液中反应，随后在有机溶剂中用过氧化氢氧化生成Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基-精氨酸。
6.一种制备如权利要求1所定义的式(I)化合物的方法，其通式中R1代表氢原子而R2代表(4-咪唑基)甲基，它包括使Nα-2-(4-硝基苯基磺酰基)乙氧羰基-Nim-三苯基甲基-组氨酸与酸反应。
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1996
- 1996-10-19 CN CN96180476A patent/CN1090615C/zh not_active Expired - Fee Related
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