CN109369798A - 一种合成索玛鲁肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成索玛鲁肽的方法,属于多肽合成技术领域。本发明的方法包括如下步骤:以Fmoc‑Gly王树脂为固相合成起始载体,通过使用新型缩合剂T3P(1‑丙基磷酸酐)进行索玛鲁肽主链30个氨基酸的活化偶联,然后脱除主链Lys26侧链保护基团,通过缩合剂T3P依次活化偶联Fmoc‑AEEA‑AEEA﹑Fmoc‑Glu‑OtBu﹑Oct‑Otbu进行缩合,得到索玛鲁肽全保护肽,经裂解沉淀,得到索玛鲁肽。本发明方法提升了氨基酸偶联效率,极大降低了索玛鲁肽合成过程中产生的消旋肽和缺失肽杂质,尤其是有效抑制或减少了与产品性质极为相近的缺失杂质(Lys26侧链AEEA缺失)的产生,提高了粗品的纯度,降低了纯化的难度,利于进行工业化放大生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成索玛鲁肽的方法,属于多肽合成技术领域。
背景技术
索玛鲁肽,英文名Semeglutide,为丹麦诺和诺德公司自主研发的第二代长效GLP-1类似物(第一代为利拉鲁肽Liraglutide),用于II型糖尿病的治疗,一周仅需注射一次;同时,索玛鲁肽还能通过控制食欲和减少食物摄入量,诱导减肥。从结构上看,Semeglutide是GLP-1(7-37)链上8位的Aib取代了Ala,34位的Arg取代了Lys,26位的Lys接上十八烷酸脂肪链。与Liraglutide相比,Semeglutide的脂肪链更长,疏水性增加,但是Semeglutide经过短链的PEG修饰,亲水性大大增强。PEG修饰后不但可以与白蛋白紧密结合,掩盖DPP-4酶水解位点,还能降低肾排泄,可延长生物半衰期,达到长循环的效果。索玛鲁肽具有降低血糖、减轻体重、促进胰岛细胞再生以及心血管系统保护等多种效应,临床应用前景广阔。
目前已报道的索玛鲁肽的合成方法主要采用固相合成,主要分为常规法和片段法,都有一定程度上的缺陷:比如中国专利CN106928343A中用到了Fmoc-Lys(Alloc)-OH,在最后的脱除中用到了重金属钯,后续重金属很难去除干净影响产品的品质;中国专利CN104356224A将修饰后的Lys接入主链,由于侧链基团大活性低,容易偶联不完全,且对于后续氨基酸的偶联也造成一定程度上的困难,产生大量的缺失肽和消旋肽等杂质肽,影响下游纯化;中国专利CN106749613A把肽链分为三个片段进行偶联,该方法浪费原料,且对于中间体片段需进行质量控制,步骤繁琐又增加了成本,得不偿失。
因此,急需一种简单而高效的索玛鲁肽的合成方法。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种索玛鲁肽的制备方法,本发明的方法采用缩合剂T3P,提升了偶联效率,减少了杂质的产生,提高了粗肽的纯度和收率,降低合成成本;且本发明采用Fmoc-AEEA-AEEA做原料,减少杂质的产生,进一步提高了粗品的纯度和收率。
本发明的第一个目的是提供一种合成索玛鲁肽的方法,包括如下步骤:
(1)通过固相合成法,按索玛鲁肽主链C端至N端肽序,采用缩合剂偶联体系进行氨基酸的活化偶联,得到索玛鲁肽主链肽树脂;其中,Lys26采用Fmoc-Lys(R)-OH为原料,其中R为Dde或ivDde;
(2)取固相载体树脂,采用缩合剂偶联体系依次将Fmoc-AEEA和Fmoc-AEEA活化偶联得到Fmoc-AEEA-AEEA-树脂;
(3)将步骤(2)得到的Fmoc-AEEA-AEEA-树脂进行全保护裂解,得到Fmoc-AEEA-AEEA;
(4)脱除步骤(1)得到的索玛鲁肽主链肽树脂中Lys26的保护基,然后采用缩合剂偶联体系依次偶联二肽片段Fmoc-AEEA-AEEA、Fmoc-Glu-OtBu和Oct-OtBu,得到索玛鲁肽全保护肽树脂;
(5)索玛鲁肽全保护肽树脂经裂解后得到索玛鲁肽。
进一步地,所述的缩合剂为1-丙基磷酸酐。
进一步地,所述的缩合剂偶联体系为1-丙基磷酸酐与碱的混合体系,所述的碱为N,N-二异丙基乙胺(DIEA)或N-甲基吗啡啉(NMM)。
进一步地,所述的1-丙基磷酸酐和碱用量分别为氨基酸1~2倍和2~4倍摩尔量。优选1-丙基磷酸酐和碱用量分别为氨基酸1.2倍和3倍摩尔量。
进一步地,在步骤(1)中,采用替代度为0.2~0.35mmol/g的Fmoc-GlyWang树脂作为固相载体树脂。
进一步地,在步骤(2)中,固相载体树脂为2-Cl-CTC树脂。
进一步地,在步骤(3)中,Fmoc-AEEA-AEEA-树脂的裂解试剂为20~30%体积浓度TFE/DCM溶液。
进一步地,所述Lys侧链保护基的脱除条件为采用1~5%体积浓度的水合肼/DMF或水合肼/DCM溶液处理15~30min,重复2~3次。
进一步地,在步骤(5)中,所述裂解的裂解液按体积含量为90%~95%TFA、1%~5%TIS、1%~5%EDT和1~5%水,裂解液的加入量为10~12ml/g索玛鲁肽全保护肽树脂。
进一步地,在步骤(5)中,所述的裂解是在20~30℃反应2-3h。
进一步地,所述的方法还包括索玛鲁肽纯化、脱盐和冻干步骤。
进一步地,一种合成索玛鲁肽的方法,具体包括如下步骤:
(1)采用15~30%哌啶/DMF去保护液脱除Fmoc-Gly-王树脂上的Fmoc保护基,得到H-Gly-王树脂;
(2)通过固相偶联合成法,按索玛鲁肽主链C端至N端肽序,采用缩合剂1-丙基磷酸酐(T3P)依次将Fmoc-Arg(Pbf)-OH﹑Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Val-OH﹑Fmoc-Leu-OH﹑Fmoc-Trp(Boc)-OH﹑Fmoc-Ala-OH﹑Fmoc-Ile-OH﹑Fmoc-Phe-OH﹑Fmoc-Glu(OtBu)-OH﹑Fmoc-Lys(R)-OH﹑Fmoc-Ala-OH﹑Fmoc-Ala-OH﹑Fmoc-Gln(Trt)-OH、Fmoc-Gly-OH﹑Fmoc-Glu(OtBu)-OH﹑Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Thr(tBu)-OH、Fmoc-Phe-OH、Fmoc-Thr(tBu)-OH、Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Glu(OtBu)-OH、Fmoc-Aib-OH和Boc-His(Trt)-OH的氨基酸活化偶联,依次将氨基酸接到步骤(1)H-Gly-王树脂中,得到索玛鲁肽主链肽树脂;其中R为Dde或ivDde;
(3)取2-Cl-CTC树脂,采用缩合剂1-丙基磷酸酐依次将Fmoc-AEEA和Fmoc-AEEA活化偶联得到Fmoc-AEEA-AEEA-树脂;
(4)将(3)得到的Fmoc-AEEA-AEEA-树脂进行全保护裂解,重结晶得到Fmoc-AEEA-AEEA;
(5)脱除步骤(2)得到的索玛鲁肽主链肽树脂中Lys的保护基,然后采用缩合剂1-丙基磷酸酐依次偶联二肽片段Fmoc-AEEA-AEEA、Fmoc-Glu-OtBu和Oct-OtBu,得到索玛鲁肽全保护肽树脂;
(6)索玛鲁肽全保护肽树脂经裂解后得到索玛鲁肽粗品;
(7)步骤(6)的索玛鲁肽粗品经反向高效液相色谱纯化、脱盐,冻干后得到索玛鲁肽。
进一步地,所述反相高效液相色谱法纯化条件为:
流动相:A相为0.1%TFA/纯化水溶液,B相为ACN;
色谱填料:纳微C18填料;
检测波长:220nm;
洗脱条件为A相和B相的混合液,其中B相的体积百分比为在40min内由20%升至50%。
进一步地,所述脱盐条件为:
流动相:A相纯化水;流动相B相为ACN;
色谱填料:纳微C4聚合物填料
检测波长:220nm;
洗脱条件:A相和B相的混合液,其中B相的体积百分比为在40min内由10%升至50%。
本发明的有益效果是:
(1)本发明在侧链偶联中采用了Fmoc-AEEA-AEEA做原料,减少难分离杂质(缺AEEA)杂质的产生,提高了粗品的纯度,提高了纯化的收率;
(2)本发明采用高效新型缩合剂T3P,提升偶联效率,减少了杂质的产生,提高了粗肽的纯度和收率,降低了合成成本;
(3)采用本发明合成的索玛鲁肽经HPLC纯化精制后,纯度达到99.69%,总收率达到38.7%,较以往报道的方法有明显提高。
附图说明
图1为索玛鲁肽合成工艺路线图;
图2为索玛鲁肽产品的HPLC图;
图3为索玛鲁肽产品的MS图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
表1本发明相关名词解释
Fmoc | 9-芴甲氧羰基 |
2-Cl CTC Resin | 2-氯三苯基氯树脂 |
T3P | 1-丙基磷酸酐 |
Pbf | 2,2,4,6,7-五甲基二氢苯并呋喃-5-磺酰基 |
Trt | 三苯甲基 |
tBu | 叔丁基 |
OtBu | 叔丁氧基 |
DMF | N,N-二甲基甲酰胺 |
DCM | 二氯甲烷 |
DIEA | N,N-二异丙基乙胺 |
NMM | N-甲基吗啡啉 |
TFA | 三氟乙酸 |
TIS | 三异丙基硅烷 |
EDT | 1,2-乙二硫醇 |
Alloc | 烯丙氧羰基 |
Dde | 1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己亚基)乙基 |
ivDde | 1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环亚己基)-3-甲基丁基 |
Boc | 叔丁氧羰基 |
ACN | 乙腈 |
实施例1:Fmoc-AEEA-AEEA二肽片段的合成
A.将180g替代度为1.0mmol/g的2-Cl CTC Resin树脂加入反应釜中,加入600mlDCM溶胀30min后,抽干。称取69.37g Fmoc-AEEA置于1L烧杯中,加入600ml DMF溶液,置于冰水浴条件下用磁力搅拌器搅拌,待氨基酸全部溶解后,加入DIEA 31.43ml,继续搅拌活化5min。将以上活化液缓慢加入到反应釜中,15min后补加62.87ml,常温下反应2h,抽干反应液,加入DMF 600ml洗涤1次,重复DMF洗涤2次,加入封闭液600ml(体积比DCM:MeOH:DIEA=17:2:1)封闭10min后,抽干,重复封闭1次。加入DMF 600ml洗涤1min后,抽干,重复DMF洗涤2次,即得到Fmoc-AEEA-CTC Resin。
B.加入体积浓度为20%哌啶/DMF溶液300ml,混合15min后,抽干。加入DMF 300ml洗涤1min后抽干,重复DMF洗涤4次。取少量树脂进行Kaiser法(茚三酮)检测,显阳性,即脱Fmoc脱除完成。
C.称取104.06g Fmoc-AEEA于干净的1L烧杯,加入DMF600mlDMF溶液,置于冰水浴条件下用磁力搅拌器搅拌,待氨基酸全部溶解后,依次加入T3P96.45ml,DIEA 141.48ml,继续搅拌活化5min。将以上活化液缓慢加入到反应釜中,常温下反应2h,取少量树脂进行Kaiser法检测,显阴性,即偶联完全。反应结束后,抽干反应液,加入DMF600ml洗涤1min后,抽干,重复DMF洗涤2次.加入MeOH 600ml收缩10min后,抽干,重复MeOH收缩2次,抽干后即得到Fmoc-AEEA-AEEA-CTC Resin。
D.将肽树脂Fmoc-AEEA-AEEA-CTC Resin加入到3000ml体积浓度为20~30%TFE/DCM中,反应2h。收集滤液,滤液进行真空旋干。DCM洗涤旋蒸3次,即得到Fmoc-AEEA-AEEA。
实施例2:索玛鲁肽主链全保护肽合成
本实施例索玛鲁肽主链全保护肽指的是:Boc-His(Trt)7-Aib8-Glu(OtBu)9-Gly10-Thr(tBu)11-Phe12-Thr(tBu)13-Ser(tBu)14-Asp(OtBu)15-Val16-Ser(tBu)17-Ser(tBu)18-Tyr(tBu)19-Leu20-Glu(OtBu)21-Gly22-Gln(Trt)23-Ala24-Ala25-Lys(R)26-Glu(OtBu)27-Phe28-Ile29-Ala30-Trp(Boc)31-Leu32-Val33-Arg(Pbf)34-Gly35-Arg(Pbf)36-Gly37-Wang Resin,R为Dde或ivDde。
A.将100g(30mmol)替代度为0.3mmol/g的Fmoc-Gly-Wang Resin加入反应柱中,加入400mml二氯甲烷溶胀30min后,抽干。加入体积浓度为20%哌啶/DMF溶液300ml,混合5min后,抽干,加入DMF 300ml洗涤1min后,抽干。加入体积浓度为20%哌啶/DMF溶液300ml,混合15min后,抽干。加入DMF 300ml洗涤1min后抽干,重复DMF洗涤4次。取少量树脂进行Kaiser法(茚三酮)检测,显阳性,即脱Fmoc脱除完成。
B.称取58.39g Fmoc-Arg(Pbf)-OH于干净的1L烧杯,加入DMF300mlDMF溶液,置于冰水浴条件下用磁力搅拌器搅拌,待氨基酸全部溶解后,依次加入T3P 32.15ml,DIEA47.16ml,继续搅拌活化5min。将以上活化液缓慢加入到反应釜中,常温下反应2h,取少量树脂进行Kaiser法检测,显阴性,即偶联完全。反应结束后,抽干反应液,加入DMF 300ml洗涤1min后,抽干,重复DMF洗涤2次,即得到Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-Wang Resin。
C.按如上A的脱保护方法和B的偶联方法,按主链35~7的先后顺序,依次分别偶联剩余氨基酸,即:Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Val-OH﹑Fmoc-Leu-OH﹑Fmoc-Trp(Boc)-OH﹑Fmoc-Ala-OH﹑Fmoc-Ile-OH﹑Fmoc-Phe-OH﹑Fmoc-Glu(OtBu)-OH﹑Fmoc-Lys(Dde)-OH﹑Fmoc-Ala-OH﹑Fmoc-Ala-OH﹑Fmoc-Gln(Trt)-OH、Fmoc-Gly-OH﹑Fmoc-Glu(OtBu)-OH﹑Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Thr(tBu)-OH、Fmoc-Phe-OH、Fmoc-Thr(tBu)-OH、Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Glu(OtBu)-OH、Fmoc-Aib-OH和Boc-His(Trt)-OH的偶联。
实施例3:索玛鲁肽全保护肽的合成
本实施例中索玛鲁肽直链全保护肽指的是:Boc-His(Trt)7-Aib8-Glu(OtBu)9-Gly10-Thr(tBu)11-Phe12-Thr(tBu)13-Ser(tBu)14-Asp(OtBu)15-Val16-Ser(tBu)17-Ser(tBu)18-Tyr(tBu)19-Leu20-Glu(OtBu)21-Gly22-Gln(Trt)23-Ala24-Ala25-Lys[AEEA-AEEA-Glu(Oct-OtBu)-OtBu]26-Glu(OtBu)27-Phe28-Ile29-Ala30-Trp(Boc)31-Leu32-Val33-Arg(Pbf)34-Gly35-Arg(Pbf)36-Gly37-Wang Resin。
A.向实例2得到的全保护主链肽树脂中加入600ml体积浓度为1~5%水合肼/DMF或水合肼/DCM溶液,脱除保护基团15~30min后,抽干,重复水合肼/DMF或水合肼/DCM溶液脱除1次。加入600ml DMF洗涤1次,重复DMF洗涤4次,即得到
Boc-His(Trt)7-Aib8-Glu(OtBu)9-Gly10-Thr(tBu)11-Phe12-Thr(tBu)13-Ser(tBu)14-Asp(OtBu)15-Val16-Ser(tBu)17-Ser(tBu)18-Tyr(tBu)19-Leu20-Glu(OtBu)21-Gly22-Gln(Trt)23-Ala24-Ala25-Lys26-Glu(OtBu)27-Phe28-Ile29-Ala30-Trp(Boc)31-Leu32-Val33-Arg(Pbf)34-Gly35-Arg(Pbf)36-Gly37-Wang Resin。
B.称取95.73gFmoc-AEEA-AEEA于干净的1L烧杯,加入DMF300mlDMF溶液,置于冰水浴条件下用磁力搅拌器搅拌,待氨基酸全部溶解后,依次加入T3P 32.15ml,DIEA 47.16ml,继续搅拌活化5min。将以上活化液缓慢加入到反应釜中,常温下反应2h,取少量树脂进行Kaiser法检测,显阴性,即偶联完全。反应结束后,抽干反应液,加入DMF 300ml洗涤1min后,抽干,重复DMF洗涤2次,即得到
Boc-His(Trt)7-Aib8-Glu(OtBu)9-Gly10-Thr(tBu)11-Phe12-Thr(tBu)13-Ser(tBu)14-Asp(OtBu)15-Val16-Ser(tBu)17-Ser(tBu)18-Tyr(tBu)19-Leu20-Glu(OtBu)21-Gly22-Gln(Trt)23-Ala24-Ala25-Lys(AEEA-AEEA-Fmoc)26-Glu(OtBu)27-Phe28-Ile29-Ala30-Trp(Boc)31-Leu32-Val33-Arg(Pbf)34-Gly35-Arg(Pbf)36-Gly37-Wang Resin。
C.加入体积浓度为20%哌啶/DMF溶液300ml,混合5min后,抽干,加入DMF 300ml洗涤1min后,抽干。加入体积浓度为20%哌啶/DMF溶液300ml,混合15min后,抽干。加入DMF300ml洗涤1min后抽干,重复DMF洗涤4次。取少量树脂进行Kaiser法(茚三酮)检测,显阳性,即脱Fmoc脱除完成。
D.按如上B的偶联方法和C的脱保护方法,依次分别偶联剩余氨基酸,即:Fmoc-Glu-OtBu、Oct-OtBu的偶联。最后加入DMF洗涤5次,每次300ml;洗毕,用甲醇收缩3次,每次300ml,收缩10min,抽干树脂,得到索玛鲁肽直链全保护肽树脂。
实施例4:索玛鲁肽粗品的制备
向实施例3中得到的索玛鲁肽全保护肽树脂中加入2500ml裂解液,配比为TFA:90%~95%、TIS:1%~5%、EDT:1%~5%、纯化水:1~5%,室温下裂解2~3h,抽滤,将滤液加入10倍体积预冷的甲基叔丁基醚中沉淀,离心,再用乙醚将沉淀洗涤3次,真空干燥,得到索玛鲁肽粗肽。
实施例5:索玛鲁肽粗肽的纯化
用反相高效液相色谱对粗肽进行两步纯化:第一步纯化,流动相A为体积分数0.1%的TFA/纯化水溶液,流动相B为ACN;第二步为纯化对纯品的脱盐,流动相A为纯化水,流动相B为ACN;两步纯化均为梯度洗脱,洗脱梯度:第一步为流动相B相20%~50%,纳微C18填料;第二步纯化脱盐为B相10%~50%,纳微C4聚合物填料,洗脱时间均为40min,紫外检测波长220nm。经浓缩冻干得到索玛鲁肽纯品。经检测索玛鲁肽纯品纯度99.69%,总收率38.7%。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种合成索玛鲁肽的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)通过固相合成法,按索玛鲁肽主链C端至N端肽序,采用缩合剂偶联体系进行氨基酸的活化偶联,得到索玛鲁肽主链肽树脂;其中,Lys26采用Fmoc-Lys(R)-OH为原料,其中R为Dde或ivDde;
(2)取固相载体树脂,采用缩合剂偶联体系依次将Fmoc-AEEA和Fmoc-AEEA活化偶联得到Fmoc-AEEA-AEEA-树脂;
(3)将步骤(2)得到的Fmoc-AEEA-AEEA-树脂进行全保护裂解,得到Fmoc-AEEA-AEEA;
(4)脱除步骤(1)得到的索玛鲁肽主链肽树脂中Lys26的保护基,然后采用缩合剂偶联体系依次偶联二肽片段Fmoc-AEEA-AEEA、Fmoc-Glu-OtBu和Oct-OtBu,得到索玛鲁肽全保护肽树脂;
(5)索玛鲁肽全保护肽树脂经裂解后得到索玛鲁肽。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的缩合剂为1-丙基磷酸酐。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的缩合剂偶联体系为1-丙基磷酸酐与碱的混合体系,所述的碱为N,N-二异丙基乙胺或N-甲基吗啡啉。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,采用替代度为0.2~0.35mmol/g的Fmoc-Gly Wang树脂作为固相载体树脂。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,固相载体树脂为2-Cl-CTC树脂。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,Fmoc-AEEA-AEEA-树脂的裂解试剂为20~30%体积浓度TFE/DCM溶液。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述Lys侧链保护基的脱除条件为采用1~5%体积浓度的水合肼/DMF或水合肼/DCM溶液处理15~30min,重复2~3次。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(5)中,所述裂解的裂解液按体积含量为90%~95%TFA、1%~5%TIS、1%~5%EDT和1~5%水,裂解液的加入量为10~12ml/g索玛鲁肽全保护肽树脂。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(5)中,所述的裂解是在20~30℃反应2-3h。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的方法还包括索玛鲁肽纯化、脱盐和冻干步骤。
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