CN113444164A - 一种固相合成索马鲁肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固相合成索马鲁肽的方法,包括以下步骤,步骤一,固相合成法制备多肽树脂,先将N末端Fmoc保护的二肽片段Fmoc‑Arg(Pbf)‑Gly‑OH偶联到树脂固相载体上,得到Fmoc‑Arg(Pbf)‑Gly‑树脂,然后将N末端Fmoc保护和侧链保护的氨基酸以及二肽片段,依次根据索马鲁肽的肽链序列偶联;步骤二,将上述多肽树脂裂解得到多肽骨架;步骤三,将侧链连接到20位赖氨酸的ε‑NH2上,去除保护基团并纯化索马鲁肽粗品。本发明在合成过程中,通过使用合适的二肽片段,抑制了多肽的聚集,避免了缺失、插入和外消旋杂质,适合商业化。
Description
技术领域:
本发明涉及多肽药物固相合成领域,具体而言是一种固相合成索马鲁肽的方法。
背景技术:
索马鲁肽由丹麦诺和诺德公司开发,是一种胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂,用于治疗2型糖尿病。
现有技术中,如中国专利公开号CN108059666B的专利申请描述了通过在赖氨酸位置使用Alloc-Lys(Fmoc)-OH来合成索马鲁肽。又如中国专利公开号CN106928343、CN109456402A以及申请号为WO2018032843A1的专利申请描述了通过在赖氨酸位置使用Fmoc-Lys(Alloc)-OH来合成索马鲁肽。这些方法工艺复杂,成本高,不适合大规模生产。Alloc的脱保护需要昂贵的金属催化剂,如 Pd(PPh3)4。此外,催化剂对水分敏感,反应必须在受控条件下进行,并需要考虑最终产品中的重金属含量。因此,这个工艺过程在商业上是不可行的。
另外,中国专利公开号CN109627317B的专利申请描述了先利用固相制备了索马鲁肽序列中的1-12、13-24和25-31三个肽片段,然后在液相中偶联得到全保护的肽树脂。然而,这种制备方法由于溶解度问题,在液相中偶联这三个大片段是很复杂低效的。一般来说,随着肽链长度的增加,溶解度问题普遍存在。因此,这个过程在商业上也是不可行的。
而中国专利公开号CN103848910B的专利申请描述了在赖氨酸位置利用 Fmoc-Lys(Mmt)-OH合成索马鲁肽。然而,这种合成工艺去除mmt基团需要重复使用酸性试剂,这样,在主链和树脂上不耐酸的氨基酸保护基团会受到影响,从而导致产生更多的杂质。此外,中国专利公开号为CN106478806A的专利申请描述了在赖氨酸位置上利用Dde-Lys(Fmoc)-OH合成索马鲁肽的方法。但是,Dde 基团的脱保护要求使用具有氧化性的水合肼溶液,易引起多个副反应。同样的,中国专利公开号为CN104356224A的专利申请描述了通过在赖氨酸位置使用 Fmoc-Lys(AEEA-AEEA-Glu(OtBu)-OctadecanedioicAcid-OtBu)-OH来合成索马鲁肽。但在实践中,随着侧链变得庞大,偶联会变得越来越困难,所引入氨基酸的空间位阻就成为一个更加重要的因素。同时,赖氨酸的ε-NH2保护基如Dde、 Alloc、Mmt等,它们在树脂上的裂解反应产生了许多问题,导致了各种杂质的产生。并且,这种合成工艺还存在一个类似的问题,如果在赖氨酸位置上使用 Fmoc-Lys(AEEA-AEEA-γ-Glu-OctadecanedioicAcid-OtBu)-OH,会导致索马鲁肽的合成变的十分繁琐。链聚集是较长多肽(如索马鲁肽)合成中的常见问题,这是由于其扩展的β-折叠结构。由于大量的空间位阻,导致试剂渗透性降低,酰化和脱保护步骤的反应速率显著降低。由于在固相合成多肽的过程中,一般没有多肽中间体的纯化,那么任何缺失肽或截短的肽都会在合成过程中继续往下进行,直到最后的裂解步骤,从而污染最终的目标多肽。即使使用最先进的色谱技术,也不能保证从其他相似结构的多肽中分离出目标肽。因此,至关重要的是,在固相载体上的所有反应都必须尽可能接近完成。
当采用逐步顺序氨基酸偶联进行索马鲁肽合成时,形成类似des-Aib2、 des-gly4和des-Thr5等缺失杂质的可能性较大,从而增加了纯化成本,去除过程也很繁琐。这是由于随着多肽长度的增加,偶联效率降低。合成过程中可能出现的杂质如下所示:
杂质1:
NH2–D-His-Aib-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys(AEEA-AEEA-γ-Glu-OctadecanedioicAcid)-Glu-Phe-Ile- Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-COOH(消旋杂质)
杂质2:
NH2-His-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys(AEEA-AEEA-γ-Glu-OctadecanedioicAcid)-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp -Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-COOH(Des-Aib2)
杂质3:
NH2-His-Aib-Glu-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys(AEEA-AEEA-γ-Glu-OctadecanedioicAcid)-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp -Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-COOH(Des-Gly4)
杂质4:
NH2-His-Aib-Glu-Gly-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys(AEEA-AEEA-γ-Glu-OctadecanedioicAcid)-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp -Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-COOH(Des-Thr5)
综上,现有技术的索马鲁肽的合成方法存在不足。为了克服这些问题,需要开发有效的抑制链聚集,商业可行的,无消旋,无插入和缺失杂质的工艺。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题是,提供一种在合成过程中,通过使用合适的二肽片段来避免缺失和插入杂质的固相合成索马鲁肽的方法,该方法使得外消旋化几乎完全被抑制。
本发明的技术解决方案是,提供一种固相合成索马鲁肽的方法,包括以下步骤:
步骤一,固相合成法制备多肽树脂,先将N末端Fmoc保护的二肽片段Fmoc- Arg(Pbf)-Gly-OH偶联到树脂固相载体上,得到Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-王树脂;然后将N末端Fmoc保护和侧链保护的氨基酸以及二肽片段,依次根据索马鲁肽的肽链序列偶联,其中二肽片段Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH应用在第3-4位和第15-16位的肽链骨架的合成阶段,带有OPfp酯的二肽片段或带有羧基的二肽片段分别应用于各自的氨基酸位置。用此片段对骨架所进行的修饰大大减少了多肽的聚集,从而提高了偶联和脱保护反应的效率;
步骤二,将上述多肽树脂裂解得到多肽骨架;
步骤三,侧链OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OSu连接在多肽骨架的Lys20位置上;
步骤四,脱去叔丁基,生成索马鲁肽粗品;
步骤五,索马鲁肽粗品通过制备型高效液相色谱,分三个阶段来纯化粗肽。
在本发明中,在树脂上合成主肽链,然后脱保护并连接侧链OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OSu到赖氨酸20位置上的特定ε-NH2上。在这个连接侧链的过程中,所有剩余的亲核基团仍处于活性状态。
其中,侧链结构式为
作为优选的技术方案,包括以下步骤,
步骤一,将Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH的羧基锚定在固相载体上,固相载体为王树脂、CTC树脂、PHB树脂、HMPA树脂、HMPB树脂、Rink acid树脂、TentaGel TGA树脂、TentaGel SPHB树脂中的任一种或其组合;
步骤二,待第一个氨基酸,即Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH锚定后,使用10-30%哌啶溶液(溶剂为DMF、DMSO、N,N-二乙基乙酰胺、NMP或任何其他合适的非质子溶剂)来切割Fmoc保护基团;
步骤三,在切割Fmoc保护基团后,游离氨基与序列中的下一个氨基酸偶联,就是溶于DMF、DMSO、N,N-二乙基乙酰胺、NMP或任何其他合适的非质子溶剂中的Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH,其中,对于所有氨基酸或肽片段,除含有OPfp酯的以外,多肽偶联试剂为DIC、HBTU、TBTU、PyBoP、HATU、HCTU和叔碱中的任一种或其组合,比如DIEA、N-甲基吗啉等,且C末端含有OPfp酯的二肽片段不使用偶联试剂;
步骤四,在第二个肽片段即Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH偶联后,所连接的Fmoc 基团被裂解,并且类似地,序列中的其它氨基酸按照以下序列进行偶联和裂解:
Fmoc-Leu-Val-OPfp,Fmoc-Trp(Boc)-OH,Fmoc-Ile-Ala-OH,
Fmoc-Glu(OtBu)-Phe-OPfp,Fmoc-Lys(Boc)-OH,Fmoc-Ala-OH,
Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OPfp,Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH,
Fmoc-Tyr(tBu)-Leu-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,
Fmoc-Asp(OtBu)-Val-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Thr(tBu)-OH,
Fmoc-Thr(tBu)-Phe-OPfp,Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH,
Boc-His(Boc)-Aib-Opfp;
步骤五、在完成所有氨基酸的连接后,通过使用混合裂解试剂(包含TFA、苯甲醚、TIS、吲哚和H2O的不同比例溶液)从树脂中切割肽链;
步骤六,用合适的溶剂(如乙醚、异丙醚或甲基叔丁基醚)处理溶于TFA 中的裂解肽,并在5-10℃下放置1-2小时使产品沉淀,然后将沉淀产物过滤,并用乙醚洗涤3-5次并干燥;
步骤七、在赖氨酸20位上连接侧链
OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-Osu;
步骤八,使用HCl溶液或TFA溶液来裂解叔丁基保护基,得到索马鲁肽粗品;
步骤九,对索马鲁肽粗品的水溶液进行反相高效液相色谱纯化,并将所需纯组分冻干,以获得>99.4%的纯索马鲁肽。
作为优选的技术方案,所述固相载体为王树脂或CTC树脂。
作为优选的技术方案,步骤三和步骤四中,可通过Kaiser检测、四氯苯醌检测和定量HPLC分析来监控偶联和去偶联。
作为优选的技术方案,步骤五的TFA介导的裂解反应过程中,发生了Dmb 基团的去除和甘氨酸残基的再生。
作为优选的技术方案,步骤五中,混合裂解试剂混合比例为TFA:苯甲醚: TIS:吲哚:H2O为90.0:2.5:2.5:2.5:2.5,并在0-40℃下搅拌2-5小时。
作为优选的技术方案,步骤六中,用乙醚、异丙醚或甲基叔丁基醚来处理溶于TFA中的裂解肽。
作为优选的技术方案,步骤七的反应中,使用的碱为DIPEA、N-甲基吗啉或三乙胺。
作为优选的技术方案,步骤九中,纯化过程中所使用到的缓冲液为磷酸盐缓冲液。例如磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾溶液。
进一步的,DIPEA在连接侧链的反应中使用,并控制pH值在9-11。DIPEA 碱在反应中的使用和控制pH值在9-11,是这种选择性偶联反应能够发生的两个重要条件。也就是说,这种发生在特定位置上的特殊偶联是由于其反应发生在特定的pH值条件下。
采用以上技术方案后与现有技术相比,本发明具有以下优点:首先由于选择使用了以下的二肽片段,如Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH,Fmoc-Leu-Val-OPfp, Fmoc-Ile-Ala-OH,Fmoc-Glu(OtBu)-Phe-OPfp,Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OPfp, Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH,Fmoc-Tyr(tBu)-Leu-OH, Fmoc-Asp(OtBu)-Val-OH,Fmoc-Thr(tBu)-Phe-OPfp,Boc-His(Boc)-Aib-Opfp,使得合成索马鲁肽过程中,几乎没有产生链聚集和外消旋杂质,缺失杂质的含量也极低;其次,在本发明中,在赖氨酸位置插入 Fmoc-Lys(OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA)-OH, Fmoc-Lys(Mmt)-OH,Fmoc-Lys(Dde)-OH以及Fmoc-Lys(Alloc)-OH的那些方法所产生的缺陷和问题,都可以被现有的合成路线所解决。这种合成路线就是在特定pH条件下,在肽链骨架的Lys20位置上连接侧链 OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-Osu,该方法的优点在于,在同时含有两个或更多活性亲核官能团的情况下,选择性地酰化了多肽中的一个氨基。另外,在固相多肽合成中使用OPfp酯,可以避免DIC、HBTU、TBTU、 PyBoP、HATU、HCTU等偶联试剂的使用。使用了OPfp酯后,偶联效率也更高,还有效地阻止了固相多肽合成中的β折叠。并且,本发明通过使用 Boc-His(Boc)-Aib-OPfp,类似D-His等可能出现的外消旋杂质被大大减少。而且,本发明利用Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH片段,可以在很大程度上抑制聚集,偶联和脱保护反应也能很平顺的进行。最后,本发明利用这些二肽片段进行固相多肽合成,由于偶联和脱保护步骤较少,提高了含量和纯度,进而提高了多肽的产率。
附图说明:
图1为本发明的合成路线图。
图2为本发明涉及的索马鲁肽示意图。
图3为索马鲁肽肽树脂的合成路线图。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明:本发明所使用的缩写的含义列于下表中:
缩写 | 中文名称 |
Fmoc | 9-芴甲氧羰基 |
CTC resin | 2-氯三苯甲基氯树脂 |
tBu | 叔丁基 |
Boc | 叔丁氧羰基 |
Trt | 三苯甲基 |
Dmb | 二甲氧基苄基 |
DCC | N,N'-二环己基碳二亚胺 |
DCM | 二氯甲烷 |
DMF | N,N-二甲基甲酰胺 |
DMAP | 4-二甲氨基吡啶 |
DIPEA | N,N-二异丙基乙胺 |
DIC | N,N-二异丙基碳二亚胺 |
NMP | N-甲基-2-吡咯烷酮 |
HBTU | 苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐 |
HATU | 2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯 |
TBTU | O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯 |
HCTU | 6-氯苯并三氮唑-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸酯 |
HOBT | 1-羟基苯并三唑 |
TFA | 三氟乙酸 |
TIS | 三异丙基硅烷 |
ACN | 乙腈 |
AEEA | 2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙酸 |
Osu | 琥珀酰亚胺酯 |
OPfp | 五氟苯基酯 |
PyBOP | 1H-苯并三唑-1-基氧三吡咯烷基六氟磷酸盐 |
Pbf | 2,2,4,6,7-五甲基二氢苯并呋喃-5-磺酰基 |
实施例1
如图1-3所示,
取代度为0.9mmol/g的Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-王树脂的合成(采用分步固相合成法制备肽树脂)
称取50.0g取代度为1.1mmol/g的王树脂,加入固相多肽合成仪中。随后,用DMF洗涤树脂两次,并在DMF中溶胀30分钟。然后在冰水浴下,将77.64g Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH和13.9g DIC溶解在DMF中,然后加载到装载有树脂的上述合成仪中。5分钟后,加入0.1g DMAP并搅拌2小时。随后,分别用DMF和 DCM洗涤树脂3次,用体积比为(15mL:15mL:500mL)醋酸酐/吡啶/DMF的混合溶液封闭30分钟,再抽干。用甲醇收缩树脂后,将甲醇抽干,得到70g的Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-王树脂,其取代度为0.9mmol/g。
索马鲁肽肽树脂的制备
称取70g取代度为0.9mmol/g的Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-王树脂,并加入到多肽合成仪中。随后,用DMF洗涤Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-王树脂两次,在DMF中溶胀30分钟,用20%的哌啶DMF溶液除去Fmoc保护,然后用DMF洗涤树脂5次。采用茚三酮法对树脂进行检测,树脂颜色的出现表明Fmoc基团已经去除完全。
将95.28g Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH,18.2g HOBt溶解于DMF中,并装入固相反应合成仪中,再加入21.3g DIC,在室温下反应3-4小时。采用茚三酮法确定反应终点。根据索马鲁肽的骨架序列,重复上述Fmoc去保护步骤和相应的氨基酸偶联步骤,以下氨基酸Fmoc-Leu-Val-OPfp,Fmoc-Trp(Boc)-OH, Fmoc-Ile-Ala-OH,Fmoc-Glu(OtBu)-Phe-OPfp,Fmoc-Lys(Boc)-OH, Fmoc-Ala-OH,Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OPfp,Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH,Fmoc-Tyr(tBu)-Leu-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH, Fmoc-Asp(OtBu)-Val-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Thr(tBu)-OH, Fmoc-Thr(tBu)-Phe-OPfp,Fmoc-Glu(OtBu)-Gly-OPfp, Boc-His(Boc)-Aib-OPfp被依次偶联。
在反应过程中,C末端含羧基的氨基酸采用HOBt/DIC体系,反应溶剂为DMF,而C末端含OPfp酯的氨基酸不需要偶联试剂和HOBt体系。
在所有氨基酸偶联后,用甲醇收缩树脂,并将树脂抽干,以获得300g索马鲁肽王树脂的粗品。
索马鲁肽肽树脂的裂解
1.5L裂解试剂按体积比(90.0:2.5:2.5:2.5:2.5)TFA:苯甲醚:TIS:吲哚:H2O配制,装入三颈烧瓶中。裂解试剂冷却至15±2℃,加入300.0g上个步骤中制备的索马鲁肽肽树脂,并在15±2℃下进行反应3-4小时。反应结束后,过滤树脂并收集滤液。用少量TFA清洗树脂。将合并的滤液加入到甲苯(5000mL) 和异丙醚(7000mL)混合液中,以获得湿固体。将所得固体用异丙醚(2X 1500 mL)进行两次打浆洗涤。过滤、真空干燥后,得到200.0g索马鲁肽骨架肽。
裂解反应如下所示:
Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OPfp的合成
a)Fmoc-Gln(Trt)-OSu的合成
称取Fmoc-Gln(Trt)-OH(61.07g,100mmol)并加入到含有500mL四氢呋喃的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,然后加入13.81g(120mmol) N-羟基丁二酰亚胺,并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将24.76g DCC(120mmol)溶于300mL四氢呋喃中,然后将此溶液滴加到上述的 Fmoc-Gln(Trt)-OH四氢呋喃溶液中,控温在10±2℃,并在30-45分钟内滴加完成。滴加结束后,将系统升温至室温并再反应3小时。用薄层色谱法(TLC) 监控,直至原料反应完全。将反应液过滤除去尿素,用旋转蒸发仪将四氢呋喃完全除去,得到粘稠状固体产物。向上述固体产物中加入300mL乙酸乙酯/石油醚,搅拌30min。经过滤、真空干燥,得到白色固体66.0g,产率93%。
b)Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OH的合成
称取L-丙氨酸(9.44g,105.9mmol)并加入到装有600mL四氢呋喃和水 (1:1)的三颈瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟。然后加入11.23g(105.9 mmol)Na2CO3并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,取50.0g Fmoc-Gln(Trt)-OSu(70.64mmol)溶于500mL四氢呋喃中,然后将此溶液滴加到上述溶液中,控温25±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,将系统升温至室温并再反应3小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。反应完成后,使用旋转蒸发仪完全去除四氢呋喃,向水相中加入600mL乙酸乙酯,并用10%柠檬酸溶液将pH值调节至3.5±0.5。分离水层,用乙酸乙酯进一步萃取,减压去除溶剂,得到白色固体。然后用乙酸乙酯和丙酮重结晶纯化,得到干燥的白色固体Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OH(47.0g,产率97.5%)
c)Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OPfp
称取Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OH(40.0g,58.66mmol)并加入到装有280mL 四氢呋喃的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,然后加入已溶于 40.0mL四氢呋喃的五氟苯酚12.95g(70.40mmol)中,并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将15.73g DCC(76.26mmol)溶于80mL四氢呋喃中。然后将此溶液滴加到上述Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OH的四氢呋喃溶液中,控温 25±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,在相同温度下再搅拌3-4小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。反应液经过滤除去尿素,溶剂四氢呋喃经旋转蒸发仪完全除去,得到粘稠状固体产物。向上述固体产物中加入甲醇(800mL),搅拌90分钟。经过滤、真空干燥,得到白色固体46.5g,产率93.5%。
类似地,所有带羧基或OPfp酯基的二肽片段都按照上述步骤来制备。
反应如下所示:
OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OSu的合成
a)OctadecanedioicAcid(OtBu)-OSu的合成
称取OctadecanedioicAcid-OtBu(25.0g,67.4mmol)加入到装有200mL NMP的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,再加入9.3g(80.95mmol) N-羟基丁二酰亚胺,并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将16.7g DCC (80.95mmol)溶于50mL NMP,然后将此溶液滴加到上述 OctadecanedioicAcid-OtBu的NMP溶液中,控温27±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,将系统升温至60±3℃,再反应4-5小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。过滤反应液以除去尿素,并将所得滤液加入到1000mL冰水中以得到粗品。粗品用IPA(500mL)重结晶,得到29g纯度为99%的固体,产率为92.0%。
b)OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu-OtBu的合成
称取H-Glu-OtBu(13.0g,64.14mmol),并加入到含有100mL四氢呋喃和水(1:1)的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,然后加入8.5g Na2CO3 (80.18mmol)并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将25.0g(53.45 mmol)的OctadecanedioicAcid(OtBu)-OSu溶于100mL四氢呋喃,然后将此溶液慢慢滴加到上述溶液中,控温25±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,将系统升温至室温并再反应3小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。反应完成后,使用旋转蒸发仪完全去除四氢呋喃,并向水相中加入 1000mL乙酸乙酯,并用10%柠檬酸溶液将pH值调节至3.5±0.5。分离水层,用乙酸乙酯进一步萃取,减压去除溶剂,得到白色固体。然后用甲醇重结晶纯化,得到白色固体的OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OH)-OtBu(27.0g,产率 91.0%)。
c)OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OSu)-OtBu的合成
称取OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OH)-OtBu(25.0g,44.98mmol)并加入到装有200mL NMP的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,然后加入6.21g(53.97mmol)N-羟基丁二酰亚胺并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将11.13g DCC(53.97mmol)溶于50mL NMP,然后将此溶液慢慢滴加到上述OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OH)-OtBu的NMP溶液中,控温27±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,将系统升温至27±3℃,再反应4-5小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。将反应液过滤除去尿素,用旋转蒸发仪将溶剂完全除去,得到粘稠状固体产物。向上述固体产物中加入400mL乙酸乙酯,搅拌30分钟。经过滤、真空干燥,得到白色固体25.0g,产率85.1%。
d)Boc-AEEA-OSu的合成
称取Boc-AEEA-OH(25.0g,94.95mmol),并加入到装有200mL NMP的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,然后加入13.11g(113.9mmol) N-羟基丁二酰亚胺并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将23.5g DCC (113.9mmol)溶于50mL NMP,然后将此溶液慢慢滴加到上述Boc-AEEA-OH的 NMP溶液中,控温27±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,将系统升温至27±3℃,再反应4-5小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。将反应液过滤除去尿素,用旋转蒸发仪将溶剂完全除去,得到粘稠状的固体产物。向上述固体产物中加入100mL异丙醚,搅拌30分钟。经过滤、真空干燥,得到白色固体28.0g,产率81.8%。
e)Boc-AEEA-AEEA-OH的合成
称取H-AEEA-OH(27.16g,166.5mmol)并加入到含有500mL四氢呋喃和水(1:1)的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,然后加入17.66g (166.5mmol)Na2CO3并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将50.0g 的Boc-AEEA-OSu(138.73mmol)溶于250mL四氢呋喃,然后将此溶液慢慢滴加到上述溶液中,控温25±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加完成后,将系统升温至室温,再反应3小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。反应完成后,用浓盐酸将反应液的pH值调整为7±0.2。反应物分为了两层,向水层中加入500mL DCM,用10%的浓盐酸溶液将水层的pH调节至3±0.2。分离有机层和水层,并用DCM进一步萃取水层,合并所有有机层,并在减压下去除溶剂,得到白色固体。然后用乙酸乙酯重结晶纯化,得到干燥的白色固体 Boc-AEEA-AEEA-OH(49.0g,产率86.4%)。
f)H-AEEA-AEEA-OH的合成
向烧瓶中加入Boc-AEEA-OH(20.0g,48.96mmol)、40mL DCM和40mL TFA,室温下搅拌60-120分钟,用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。反应完成后,用旋转蒸发仪完全去除溶剂,得到粘稠状化合物。用正己烷重结晶,得到干燥的白色固体(13.0g,产率86.6%)。
g)OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OH的合成
称取H-AEEA-AEEA-OH(17.0g,55.14mmol)并加入到装有250mL四氢呋喃和水 (1:1)的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5分钟,然后加入5.84g(55.14 mmol)Na2CO3并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将30.0g的 OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OSu)-OtBu(45.95mmol)溶于250mL四氢呋喃中,然后将此溶液慢慢滴加到上述溶液中,控温25±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,将系统升温至室温并再反应3小时。用薄层色谱法(TLC) 监控,直至原料反应完全。反应完成后,用10%浓盐酸将反应液的pH值调整为 7±0.2。然后反应物分为了两层,向水层中加入500mL DCM,并用10%浓盐酸溶液将水层的pH调节至3±0.2。分离有机层和水层,并用DCM进一步萃取水层,合并所有有机层,并在减压下去除溶剂,得到白色固体。然后用异丙醇重结晶纯化,得到OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OH的干燥白色固体(34.0g,产率87.4%)。
h)OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OSu的合成
称取OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OH(25.0g,29.54mmol)并加入到装有250mL NMP的三颈烧瓶中。该混合物在25±2℃下搅拌5 分钟,然后加入4.08g(35.45mmol)N-羟基丁二酰亚胺并搅拌5-10分钟。在另一个单独的圆底烧瓶中,将7.3g DCC(35.45mmol)溶于50mL NMP,将此溶液慢慢滴加到上述OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OH的NMP 溶液中,控温27±2℃并在30-45分钟时间内加完。滴加结束后,将系统升温至 27±3℃,再反应4-5小时。用薄层色谱法(TLC)监控,直至原料反应完全。将反应液过滤除去尿素,用旋转蒸发仪将溶剂完全除去,得到粘稠状固体产物。向上述固体产物中加入100mL正己烷,搅拌30分钟。经过滤、真空干燥,得到白色固体25.0g,产率89.0%。
反应如下所示:
侧链OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OSu连接在索马鲁肽骨架的第20位赖氨酸的ε-NH2上
将本实施例上述所制备的索马鲁肽骨架肽(100g,29.43mmol)、乙腈(2500 mL)和水(2500mL)都加入到三颈烧瓶中,并在25±3℃搅拌5分钟。在25 ±3℃条件下,通过加入DIPEA(79.8g,618.0mmol)将反应液的pH值调到>11.0。在另一个单独的圆底烧瓶中,将侧链OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OSu(33.31g,35.31mmol) 溶于乙腈(1000mL)。所配的侧链溶液慢慢滴加到上述制备的溶液中,控温 25±3℃并在120-150分钟内加完。所得的混合物继续搅拌反应2-3小时。反应完成后,将溶于(50mL)的甘氨酸(4.86g,64.74mmol)水溶液,用于淬灭反应混合物,并搅拌10-15分钟。用三氟乙酸在25±3℃下调节反应液pH值至 4.5±0.5,并搅拌30-45分钟。减压条件下将乙腈完全去除,搅拌剩余溶液30-45 分钟,过滤产物。将所得固体用水(500mL)和乙酸乙酯(500mL)进行打浆洗涤,然后干燥,得到产物115.0g,产率92.4%。
反应如下所示:
裂解叔丁基以得到索马鲁肽的粗品
将500mL裂解试剂TFA:TIS:H2O(按9.5:0.25:0.25的体积比配制)和500 mL DCM装入三颈烧瓶中。将所得混合物冷却至25±2℃,然后加入上个步骤所制备的已连上侧链的多肽100.0g,并在25±2℃下搅拌反应3-4小时。反应完成后,加入异丙醚(2000mL)并在25±2℃下搅拌60-90分钟。过滤沉淀物并用异丙醚(2X 1000mL)进行两次打浆洗涤。经过滤和真空干燥,得到纯度为 65%的索马鲁肽粗品98.0g。
反应如下所示:
索马鲁肽的纯化
a)第一阶段纯化
将上个步骤所制备的索马鲁肽粗品(80.0g)溶解于10-20mg/mL的稀氨水溶液中。并装载到C18柱(50mm x 250mm)上进行第一阶段的反相HPLC纯化,共进行相同流程的反复8次纯化。利用流动相梯度洗脱(A:0.1%TFA水溶液; B:ACN:CH3OH),并根据纯度和单个杂质含量对组分进行收集,也就是说将纯度>93.0%、前延杂质<1.0%的组分合并,用于第二阶段纯化。
b)第二阶段纯化
向第一阶段纯化收集到的组分中加入4.0L Milli-Q超纯水,配成约8L 溶液,装载到C8柱(50mm x 250mm)上进行第二阶段反相HPLC纯化。利用流动相梯度洗脱(A:0.01MNH4H2PO4和0.05%TFA,B:ACN),并根据纯度和单个杂质含量对组分进行收集,也就是说将纯度>99.0%、前延和拖尾杂质<0.5%的组分合并,用于第三阶段纯化。
c)第三阶段纯化
向第二阶段纯化收集到的组分中加入3.5L Milli-Q超纯水,配成约7L 溶液,装载到C18柱(50mm x 250mm)上进行第三阶段反相HPLC纯化。利用流动相梯度洗脱(A:0.01MNH4HCO3,B:ACN),并根据纯度和单个杂质含量对组分进行收集,也就是说将纯度>99.0%,并且前延和拖尾杂质<0.15%的组分合并。然后通过冻干法来分离获得纯的固体产物(纯度99.7%)。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明,但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换,均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤一,固相合成法制备多肽树脂,先将N末端Fmoc保护的二肽片段Fmoc- Arg(Pbf)-Gly-OH偶联到树脂固相载体上,得到Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-王树脂; 然后通过固相合成法,将N末端Fmoc保护和侧链保护的氨基酸以及二肽片段,依次根据索马鲁肽的肽链序列偶联,其中二肽片段Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH应用在第3-4位和第15-16位的肽链骨架的合成阶段,带有OPfp酯的二肽片段或带有羧基的二肽片段分别应用于各自的氨基酸位置;
步骤二,将上述多肽树脂裂解得到多肽骨架;
步骤三,侧链OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-OSu连接在多肽骨架的Lys20位置上;
步骤四,脱去叔丁基,生成索马鲁肽粗品;
步骤五,利用液相色谱纯化索马鲁肽粗品。
2.根据权利要求1所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤一,将Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH的羧基锚定在固相载体上,固相载体为王树脂、CTC树脂、PHB树脂、HMPA树脂、HMPB树脂、Rink acid树脂、TentaGel TGA树脂、TentaGel S PHB树脂中的任一种或其组合;
步骤二,待Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH锚定后,使用10-30%哌啶溶液来切割Fmoc保护基团;
步骤三,在切割Fmoc保护基团后,游离氨基与序列中的下一个氨基酸偶联,其中,对于所有氨基酸或肽片段,除含有OPfp酯的以外,多肽偶联试剂为DIC、HBTU、TBTU、PyBoP、HATU、HCTU和叔碱中的任一种或其组合,且C末端含有OPfp酯的二肽片段不使用偶联试剂;
步骤四,在Fmoc-Arg(Pbf)-Gly-OH偶联后,所连接的 Fmoc基团被裂解,并且,序列中的其它氨基酸按照以下序列进行偶联和裂解:Fmoc-Leu-Val-OPfp,Fmoc-Trp(Boc)-OH,Fmoc-Ile-Ala-OH, Fmoc-Glu(OtBu)-Phe-OPfp,Fmoc-Lys(Boc)-OH,Fmoc-Ala-OH, Fmoc-Gln(Trt)-Ala-OPfp,Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH, Fmoc-Tyr(tBu)-Leu-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH, Fmoc-Asp(OtBu)-Val-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Thr(tBu)-OH, Fmoc-Thr(tBu)-Phe-OPfp, Fmoc-Glu(OtBu)-(Dmb)Gly-OH, Boc-His(Boc)-Aib-Opfp;
步骤五、在完成所有氨基酸的连接后,通过使用混合裂解试剂从树脂中切割肽链,混合裂解试剂包含有TFA、苯甲醚、TIS、吲哚和H2O;
步骤六,用溶剂处理溶于TFA中的裂解肽,并在5-10℃下放置1-2小时使产品沉淀,然后将沉淀产物过滤,并用乙醚洗涤3-5次并干燥;
步骤七、在赖氨酸20位上连接侧链OctadecanedioicAcid(OtBu)-Glu(OtBu)-AEEA-AEEA-Osu;
步骤八,使用HCl溶液或TFA溶液来裂解叔丁基保护基,得到索马鲁肽粗品;
步骤九,对索马鲁肽粗品的水溶液进行反相高效液相色谱纯化,并将所需纯组分冻干,以获得纯索马鲁肽。
3.根据权利要求2所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:所述固相载体为王树脂或CTC树脂。
4.根据权利要求2所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:步骤三和步骤四中,可通过 Kaiser检测、四氯苯醌检测和定量HPLC分析来监控偶联和去偶联。
5.根据权利要求2所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:步骤五的TFA介导的裂解反应过程中,发生了Dmb基团的去除和甘氨酸残基的再生。
6.根据权利要求2所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:步骤五中,混合裂解试剂混合比例为TFA:苯甲醚:TIS:吲哚:H2O为90.0:2.5:2.5:2.5:2.5,并在0-40℃下搅拌2-5小时。
7.根据权利要求2所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:步骤六中,用乙醚、异丙醚或甲基叔丁基醚来处理溶于TFA中的裂解肽。
8.根据权利要求2所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:步骤七的反应中,使用的碱为DIPEA、N-甲基吗啉或三乙胺。
9.根据权利要求2所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:步骤九中,纯化过程中所使用到的缓冲液为磷酸盐缓冲液。
10.根据权利要求8所述的固相合成索马鲁肽的方法,其特征在于:DIPEA在连接侧链的反应中使用,并控制pH值在9-11。
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