CN111892650A - 一种利拉鲁肽固相合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利拉鲁肽固相合成方法,属于多肽药物制备方法及纯化技术领域,该方法包括如下步骤:在活化剂系统的存在下,由王树脂为起始,通过固相合成法,按照利拉鲁肽主链肽的顺序一一合成,共31个氨基酸组成,序列为:His‑Ala‑Glu‑Gly‑Thr‑Phe‑Thr‑Ser‑Asp‑Val‑Ser‑Ser‑Tyr‑Leu‑Glu‑Gly‑Gln‑Ala‑Ala‑Lys‑Glu‑Phe‑Ile‑Ala‑Trp‑Leu‑Val‑Arg‑Gly‑Arg‑Gly。其中Lys侧链修饰,依次偶联Fmoc‑Glu‑OtBu、棕榈酰氯、羧基活化。本发明具有杂质少、易纯化、产品收率高、降低工作量及生产成本的优点。
Description
技术领域
本发明属于多肽药物制备方法及纯化技术领域,具体是涉及一种利拉鲁肽固相合成方法。
背景技术
利拉鲁肽,英文名为Liraglutide,其肽序列为:H-His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys(Nε-(Nα-Palmitoyl)-Lγ-GLu)-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-OH。
利拉鲁肽是胰高血糖素样肽受体激动剂,作为一种皮下注射制剂,能起到良好的降低血糖的作用。
但现有的利拉鲁肽主要是通过基因工程等生物学方法制备,生产成本高,技术难度大,研发周期长,不利于利拉鲁肽的工业化生产。而以往利拉鲁肽固相合成方法也存在步骤繁琐、废液多、成本高等缺点。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种杂质少、易纯化、产品收率高、降低工作量及生产成本的利拉鲁肽固相合成方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种利拉鲁肽固相合成方法,包括以下步骤:
步骤一,通过液相合成的方法制备赖氨酸三肽片段Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH;
步骤二,在活化剂环境的作用下,从王树脂为起始端,与Fmoc-Gly-OH偶联制备得到Fmoc-Gly-wang树脂;
步骤三,通过固相合成法,按照利拉鲁肽主链肽序依次偶联具有N端Fmoc保护且侧链保护的氨基酸,其中赖氨酸三肽片段采用Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH;
步骤四,裂解,纯化,冻干,得到利拉鲁肽。
在步骤一中,所述片段Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH的液相合成方法为:正十六烷酸、HOSu、DCC偶联得到Palmitoyl-OSu活化脂,然后和H-Glu-OtBu反应得到二肽片段Palmitoyl-Glu-OtBu;Palmitoyl-Glu-OtBu、HOSu、DCC偶联得到Palmitoyl-Glu(OSu)-OtBu活化脂,然后和Fmoc-Lys-OH反应得到赖氨酸三肽片段Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH。
在步骤二中,树脂固体载体采用王树脂,所述活化剂系统选自DIC、HOBt和DMF,所述Fmoc-Gly-Wang树脂为0.2~0.4mmol/g取代度。
在步骤三中,所述固相合成法包括以下步骤:
1)在活化剂环境的作用下,从王树脂为起始端,与Fmoc-Gly-OH偶联制备得到Fmoc-Gly-wang树脂;
2)采用由体积比为1:3的PIP和DMF组成的去保护液脱除Fmoc-Gly-树脂上的Fmoc保护基,得到H-Gly-树脂;
3)在偶联剂系统的存在下,H-Gly-树脂和Fmoc保护且侧链保护的精氨酸偶联得到Fmoc-Arg(pbf)-Gly-树脂;
4)重复上述步骤,按照利拉鲁肽主链肽序依次进行氨基酸的偶联,其中赖氨酸三肽片段采用Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH,偶联氨基酸顺序为:Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-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-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-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-Ala-OH、Boc-His(Boc)-OH。
在步骤四中,裂解剂的筛选:
在上述裂解剂中,最优的裂解剂为TFA:PhSMe:TES:EDT:H2O(90:1:2:2:5)即三氟乙酸:茴香硫醚:乙二硫醇:三乙基硅烷:水为90:1:2:2:5。
纯化工艺:将从树脂裂解下来的利拉鲁肽粗品经过溶剂(优选乙醚:乙腈=2:1)反复洗涤,在进入制备液相纯化之前进行初步纯化,将含量由63%提升至85%以上。
可见,本发明在活化剂系统的存在下,由王树脂为起始;通过固相合成法,按照利拉鲁肽主链肽的顺序一一合成,共31个氨基酸组成,序列为:His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly,其中Lys侧链修饰,依次偶联Fmoc-Glu-OtBu、棕榈酰氯、羧基活化。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:在纯化工艺中,使用乙醚/乙腈混合溶剂,对利拉鲁肽粗品进行打浆纯化的工艺,有效的将粗品纯度从63%提高至85%,这一步骤大大缩短了后面利拉鲁肽制备纯化的周期,同时也降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例进一步叙述本发明:
实施例:本发明中涉及的试剂及原料如下:
王树脂、1-羟基苯并三唑(HOBt)、N,N’-二异丙基碳二亚胺(DIC)、三氟乙酸(TFA)、N-羟基琥珀酰亚胺(HOSu)、苯甲硫醚、苯甲醚、N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)、哌啶(PIP)、苯酚及茚三酮、Fmoc-氨基酸(Fmoc-His(Boc)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Glu(OtBu)-OH、Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Thr(tBu)-OH、Fmoc-Phe-OH、Fmoc-Ser(tBu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc-Tyr(tBu)-OH、Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Gln(Trt)-OH、Fmoc-Lys(Mtt)-OH、Fmoc-Lle-OH、Fmoc-Trp(Boc)-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、H-Glu-OtBu)。
(1)棕榈酰基苯并三唑的合成(R5):将10mmol苯并三唑(R3)溶于20℃的100ml甲基叔丁醚中,加入11mmol三乙胺,全溶后冰浴冷却,缓慢滴入11mmol棕榈酰氯(R4),滴毕撤去冰浴,自然升到室温继续搅拌2h。过滤,滤液于60℃减压蒸干,剩余白色固体中加入50ml丙酮,60℃水浴溶解,置4℃冰箱中结晶12h后过滤,滤饼用冷丙酮15ml*2洗涤,室温减压干燥,得白色固体R5。TLC[展开剂:石油醚:乙酸乙酯(2:1)]显示为单一斑点。
上述反应的化学方程式为:
(2)棕榈酰基-L-谷氨酸叔丁酯的合成(R6):将12mmol H-Glu-OtBu溶于200ml DMF中,加入15mmol三乙胺,再加入10mmol R5,搅拌反应16h加入0.2mol/L 150ml盐酸,冰箱冷藏放置3h,过滤,滤饼用水100ml*3洗涤,35℃真空干燥箱减压干燥,得白色固体R6。TLC[展开剂:二氯甲烷:甲醇(10:1)]显示为单一斑点。
上述反应的化学方程式为:
(3)N-棕榈酰基-L-谷氨酸-5-琥珀酰亚胺酯叔丁酯的合成(R7):将5mmol R6溶于300ml THF中,加入6mmol HOSu和6mmol DCC,全溶后磁力搅拌12h,反应结束后过滤,滤液于40℃减压蒸干,得白色固体R7粗品。TLC[展开剂:正己烷:乙酸乙酯(1:1)]显示为混合斑点。
上述反应的化学方程式为:
(4)N-棕榈酰基-L-谷氨酸-5-琥珀酰亚胺酯叔丁酯的纯化(R7):将R7粗品在丙酮-正己烷(1:4)混合液中结晶,过滤,滤饼用正己烷15ml*3洗涤,室温减压干燥,得白色固体R7(收率92.03%)。TLC[展开剂:正己烷:乙酸乙酯(1:1)]显示为单一斑点。
(5)Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH的合成:称取36.74g 0.1mol Fmoc-Lys-OH和15.90g 0.15mol Na2CO3加入到100ml水和100ml THF的混合溶液中溶解,称取53.87g 0.1mol Palmitoyl-Glu(OSu)-OtBu加入到100mlTHF,溶解后滴加上述混合溶液中,室温下反应过夜,用10%稀盐酸调节PH到7,旋蒸除去THF,之后调节PH到2,得到大量白色沉淀,过滤,35℃真空干燥箱减压干燥,得到Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH,HPLC纯度为92.14%,收率87%。
(6)Fmoc-Gly-Wang树脂的合成:称取取代度为0.5mmol/g的王树脂10g,加入到固相合成管中,用DMF洗涤2次,用DMF溶胀树脂30分钟。称取10mmol Fmoc-Gly-OH和12.5mmolHOBt,用50ml DMF溶解,加入12.5mmol DIC活化3分钟后加入到上述固相合成管中,反应1h后采用茚三酮检测判断(如果树脂无色透明则反应完全)。反应结束后使用DMF反复冲洗树脂6次,得到Fmoc-Gly-Wang树脂,测定其取代度为0.32mmol/g。
(7)Fmoc-Gly-Wang树脂脱保护:取9.37g 3mmol Fmoc-GIy-Wang树脂,置于250ml的多肽合成反应器中,加入150ml DMF,混合后浸泡30min使树脂充分溶胀。加入脱保护试剂PIP 20ml,通入氮气充分混合45min;用DMF 100ml*9洗涤,取出少许树脂置0.5ml EP管中,加入茚三酮检测试剂20μl 5%茚三酮的无水乙醇溶液,80μl 80%苯酚的无水乙醇溶液,沸水浴加热5min。若树脂为紫红色,则Fmoc保护基脱除完全,进行下步偶联反应;若树脂为无色或浅黄色,则需要延长脱保护时间。
(8)肽链延长:向上述混合反应器中加入12mmol的Fmoc-Arg(Pbd)-OH和两种缩合试剂HOBt、DIC(各12mmol),室温反应,以茚三酮试剂检测反应进程,若缩合完全,树脂则呈无色或浅黄色;若为紫红色则需要延长缩合时间或重复缩合。待缩合完全后,树脂用DMF100ml*6洗涤按(7)步骤进行Fmoc脱保护,脱保护完全且洗涤好的树脂按(8)步骤进行下一个氨基酸的缩合,如此循环,直至最后一个氨基酸的偶联完成。肽链合成结束后,用无水乙醇洗涤8次,然后用氮气吹干树脂。
重复上述脱除Fmoc保护和加入相应氨基酸偶联的步骤,按照利拉鲁肽序列,依次完成Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-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-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-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-Ala-OH、Boc-His(Boc)-OH的偶联。
(9)利拉鲁肽粗肽的制备与纯化
称取100g全保护的利拉鲁肽王树脂,加入到2L的三口圆底烧瓶中,按TFA:PhSMe:TES:EDT:H2O(90:1:2:2:5)的体积比配置裂解液1L,将裂解液加入上述树脂中,室温反应2小时,过滤,用少量TPA洗涤裂解后的树脂3次,合并滤液,浓缩,将浓缩后的液体加入到冰乙醚中沉淀1小时,离心,无水乙醚离心洗涤6次,真空干燥,得到利拉鲁肽粗肽34.13g,HPLC纯度63.26%,粗肽收率65%。
将利拉鲁肽粗肽30g用300ml乙醚和乙腈(2:1)溶液搅拌2h充分搅拌洗涤,抽滤,滤饼于35℃真空干燥箱减压干燥,得22.87g利拉鲁肽粗肽,HPLC纯度85.23%,粗肽收率67%。
(10)利拉鲁肽粗品的精制:称取22.87g利拉鲁肽粗品,加水搅拌,用氨水调pH8.5至完全溶解,溶液用0.45μm混合微孔滤膜过滤,纯化备用。采用高效液相色谱法进行纯化,纯化用色谱填料为10μm的反相C18,流动相系统为0.1%TFA/水溶液-0.1%TFA/乙腈溶液,77mm*250mm的色谱柱流速为90ml/min,采用梯度系统洗脱,循环进样纯化,取粗品溶液上样于色谱柱中,启动流动相洗脱,收集主峰蒸去乙腈后,得利拉鲁肽纯化中间体浓缩液。
取利拉鲁肽纯化中间体浓缩液,用0.45μm滤膜滤过备用,采用高效液相色谱法进行换盐,流动相系统为1%醋酸/水溶液-乙腈,纯化用色谱填料为10μm的反相C18,77mm*250mm的色谱柱流速为90ml/min(可根据不同规格的色谱柱,调整相应的流速);采用梯度洗脱,循环上样方法,上样于色谱柱中,启动流动相洗脱,采集图谱,观测吸收度的变化,收集换盐主峰并用分析液相检测纯度,合并换盐主峰溶液,减压浓缩,得到利拉鲁肽醋酸水溶液,冷冻干燥,得利拉鲁肽纯品9.29g,总收率为41%。
以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种利拉鲁肽固相合成方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一,通过液相合成的方法制备赖氨酸三肽片段Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH;
步骤二,在活化剂环境的作用下,从王树脂为起始端,与Fmoc-Gly-OH偶联制备得到Fmoc-Gly-wang树脂;
步骤三,通过固相合成法,按照利拉鲁肽主链肽序依次偶联具有N端Fmoc保护且侧链保护的氨基酸,其中赖氨酸三肽片段采用Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH;
步骤四,裂解,纯化,冻干,得到利拉鲁肽。
2.根据权利要求1所述的利拉鲁肽固相合成方法,其特征在于:在步骤一中,所述片段Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH的液相合成方法为:正十六烷酸、HOSu、DCC偶联得到Palmitoyl-OSu活化脂,然后和H-Glu-OtBu反应得到二肽片段Palmitoyl-Glu-OtBu;Palmitoyl-Glu-OtBu、HOSu和DCC偶联得到Palmitoyl-Glu(OSu)-OtBu活化脂,然后和Fmoc-Lys-OH反应得到赖氨酸三肽片段Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH。
3.根据权利要求1所述的利拉鲁肽固相合成方法,其特征在于:在步骤二中,树脂固体载体采用王树脂,所述活化剂系统选自DIC、HOBt和DMF,所述Fmoc-Gly-Wang树脂为0.2~0.4mmol/g取代度。
4.根据权利要求1所述的利拉鲁肽固相合成方法,其特征在于:在步骤三中,所述固相合成法包括以下步骤:
1)在活化剂环境的作用下,从王树脂为起始端,与Fmoc-Gly-OH偶联制备得到Fmoc-Gly-wang树脂;
2)采用由体积比为1:3的PIP和DMF组成的去保护液脱除Fmoc-Gly-树脂上的Fmoc保护基,得到H-Gly-树脂;
3)在偶联剂系统的存在下,H-Gly-树脂和Fmoc保护且侧链保护的精氨酸偶联得到Fmoc-Arg(pbf)-Gly-树脂;
4)重复上述步骤,按照利拉鲁肽主链肽序依次进行氨基酸的偶联,其中赖氨酸三肽片段采用Fmoc-Lys-(Glu(Nα-Palmitoyl)-OtBu)-OH。
5.根据权利要求1所述的利拉鲁肽固相合成方法,其特征在于:在步骤四中,裂解剂为TFA:PhSMe:TES:EDT:H2O=90:1:2:2:5。
6.根据权利要求1所述的利拉鲁肽固相合成方法,其特征在于:在步骤四中,纯化是将从树脂裂解下来的利拉鲁肽粗品经过乙醚:乙腈=2:1反复洗涤,在进入制备液相纯化之前进行初步纯化,将含量由63%提升至85%以上。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201106 |