CS207383B2 - Method of transitory protection of the carboxyle groups in the organic carboxyle acids - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu přechodné ochrany karboxylových'skupin v organických karboxylových kyselinách za použití beta-silylethylové skupiny parciálního vzorce I,

R^{* 1 1}

R^á - Si - CH₉ - CH₉ - (I) ^!3

R^J v němž ’

R¹, R² a R^ znanennjí n^áá^ele na soté alkylový zbytek cykloalky^vý zbytek: nebo a^ry^lov^ý zbytek, vidy nejvýše s 12 atomy uhlíku, a jednoHivé zbytky mohou být vzájemně spojeny jednoduchou vazbou uhlík-uhlík.

Vynález zahrnuje nejen poiuití výše uvedené beta-sily-ethyUové skupiny parciálního vzorce I k přechodné ochraně karboxylových skupin v organických sloučeninách vytvořením přísuušných esterů, ale i opětné odštěpení této chránící -з^п^и^'п^ skupiny po provedení požadovaných přeměn.

PPi reakcích polyfunkčních sloučenin (tzv. takových, které ve své mooekule obsahmu! více než jedno reakční centrum stejného nebo různého typu) je v organické chemii často nutné, aby reagovalo pouze jedno reakční centrum (funkční skupina). Ostatní reakční centra lze z účesli na reakci vyloučit pouuitím vhodných chránicích skupin. Za vhodnou je považována taková chránící skupina, která v dostatečné míře prokazuje dvě vlastnosti:

1. je dostatečně stálá, takže nepodléhá následovrým reakčním přeměnám:

2. je dostatečně labilní, takže se nechá lehce a selektivně odštěpit za podmínek, které žádným způsobem neoolivní kvalitu vznňklé látky (ani dalších popřípadě se vyskktujících chránících skupin).

Mimoto je také' žádoucí,- aby zavedení takové chránící skupiny proběhlo pokud možno snadno a bez látkových ztrát. AČkooiv se pooPití chránících skupin kcrboxylu a zvláště chránících. skupin odp^^da^cích vynálezu vyskytuje ve vtech oblastech organické chemie, a to zvláště chemie přírodních látek (Jako steroidů,' uhlohydr.átů, alkaloidů, hormonů - nappíklad prostál andi nu - a antibiotik - nappúklad peptidového a zvláště beti-lkktmnového charakteru, jakož L penamové a celkové řady), lze problemaaiku nejlépe znááoornt na příkladě syntéz p^j^ttidů z aíint>Oyssein nebo z kratších peptidových fragmentů. Příklad peptidových syntéz představuje prakticky nejkoípiikovlněptí případ vyUžií, ' nebot zde vždy máme k dispozici větší počet různých funkčních a chránících skupin, přkeemž požadavky na vhodnou chránící skupinu jsou v průměru vyšší, než je tomu u syntéz látek jnného typu, zab^vaicích se stejnou problemH^u. Většinu zkušennosí získaných při práci s peptidy lze snadno přemést na jnné, většinou měně koííiikované chemické látky. i 'I

Základním principem každé syntézy poppíšů je tvorba jedné nebo více iepiiaických vazeb, ve kterých je vždy spojena karboxylové skupina jedné aminookyeeiny s aminoskupinou- s, druhé a^inn^o^ksseiíny. PPi praktikkém provedení kondenzací am.nookseein nebo jednodušších ieptiaových fragmentů je třeba dbát především na to, aby při práci s polyfunkčními reckční- * mi složkami vstoupily do reakce pouze požadované funkční skupiny. Ossatní funkční skupiny bu^u íLo^kov^án^{y p}odle ^pot^ře^by chránicfoi skupi-ncmi a bu^ jim 1ι^; otaetc možnost zúčaasnn. se reakce.

Dopoep^{a bpž}n^p pou^vcná chráni-cí s^kupin^y ^rtaxylu splnnu:!. ^pouze zíSástú vý^še zmín^pné všeobecné požadavky na vhodnou chránící skupinu. Pokud jde o stálost, je nejvhodněpší chránící skupinou methhl, nebot v^ytvořený methhyester zůstává neporušený při všech přeměnách, ke kterým dochází u peptidové syntézy. Potíže nastával teprve tehdy, ' tacemi-li v posledním stupni reakce chránící skupinu odšaPit a uvoonít tak skupinu karboxylovou. ,

Toho lze prakticky d^ccíit jen pomocí alkalické hydrolýzy, která však představuje značné nebezpečí zvláště pro ^^όνΡύ^ peppíšícké vazby. Dochází také ke znakné racemizaci, důsledkem jsou ještě další látkové ztráty, ozntka1íií dodatečným oddělováním izomerů. Z těchto důvodů se vycítí této chránící skupiny omeeuje hlavně na syntézy peptidů s krátkým řetězcem, které jsou stavební jednotkou při tvorbě peptidů komíiikcoantpších. Také zde - L když četné peptidy tohoto typu byly tímto způsobem sym^iózo^-rány - hydrolýze často neprobíhá bez závažných praktických p^otíží; sloučeniny, které mmlí být hydrolyzovány, jsou čcsto ve vodě tak nerozpustné, že se po přidání vodného roztoku hydšoOyzupíií alkalické báze oylpčupí ze svých roztoků v organických rozpouštědlech a hydrolýze samotné nepodléhali.

Jiná, obecně užívaná chránící skupina kcrboxyluje tercbutylová skupina. OOdicOdalící t^^buty!ester se krátkým působením kyse^n, napiíklaa kyseliny trifPcooocCooé, snadno # rozštěpí za opětného vzniku volné karboxylové skupiny. Snadná ttppittlnoet tohoto esteru o^e^e^u^je této chránící skupiny jen na ty případy, kdy se nevyskytuje kyselé prostředí. V chemii pepti-dů představuje skupina podobné struktury - Boc-skupinc (terc.buooxykcrbonylová skupina) - jednu z nejča1eěpi používaných skupin k ochraně aminoskupiny. 4 odštěpení pouze jedné tak, aby se zachoval chránící chorále ter druhé skupiny, je prakticky πθρΓ0\^^^1π^ρ. Terč ,bu tylová skupina může proto nalít širší oyuPití v chemii peptidů pou^ze k uhraně k^crbo^xylových skupin ^strcnráta ře^zců nebo tartazxy^^ta taiipin naclráz^í cích se na ko^c^JL dlouhého peptidového řetězce.

Ohřánnei ta^jin¹ k^rb^ylové skupiny ^kter^á ^otazuje ja^k vy^í sei^tu při ^Št^ppících podmínkách, tak L poměrně dobrou stálost při různých přeměnách iha1aateeietictýih pro chemii popUdů, je beta-aryleplfonyltthylová nebo beta-altylepifonyltthylovZ skupina.

V prvé řadě je tato skupina relativně stálá vůči kyselinám, nechá se však hydrolyticky odštěpit za mírných bazických podmínek. Tato vysoká citlivost vůči bazickému prostředí má z druhé strany za následek vyslovenou tendenci takovéto esterifikované karboxylové skupiny к přeesterifikování, zejména nižšími.alifatickými alkoholy, jako methanolem nebo ethanolem. Protože takovéto přeesterifikování je právě silné katalyzováno bazicitou nějaké volné aminoskupiny, je použití těchto rozpouštědel (která patří však к nejdůležitějším) v tomto případě vyloučeno nebo omezeno jen na kyselé prostředí.

S rostoucím počtem skupin, které mají schopnost chránit různé funkční skupiny (například aminoskupiny, hydroxylové skupiny, thiolové skupiny a guanidinové skupiny aminokyselin a peptidú) a které mají schopnost vedle sebe existovat a přitom být selektivně odštěpitelné, vyvstal naléhavý požadavek najít nějakou skupinu těchto vlastností, která by chránila karboxylovou skupinu.

Kromě toho bylo, též žádoucí obohatit současnou metodiku organické syntézy o nějakou další chránicí skupinu karboxylu. která by umožnila opatřit jednotlivé karboxylové skupiny di- nebo polybazické karboxylové kyseliny různými chránícími skupinami a učinila je tak přístupnými selektivním přeměnám.

4	Jak bylo překvapivě zjištěno, u chránicí skupiny obecného vzorce	tyto I,	výhodné vlastnosti se nacházejí ve zvýšené míře
			R‘ 1
		o R -	1 Si - CH2 - CH2 ~ (I)

v němž

2 3

R , R a R mají shora definovaný význam.

Takový arylový, c.ykloalkylový nebo alkylový zbytek, který obsahuje nejvýše 12 atomů uhlíku jednoho typu, může být přitom substituován zbytkem typu druhého. Například arylový nebo cykloalkylový zbytek může být nejčastěji substituován alkylovým zbytkem nebo alkylový zbytek může být substituován zbytkem Brýlovým, popřípadě cykloalkylovým. Posledně jmenované uhlovodíkové zbytky lze také nazvat zbytky aralkylovými, popřípadě cykloalkylalkylovými.

Z arylových zbytků přicházejí v úvahu hlavně například bifenylylové zbytky, a to zejména 4-bife.nylylový zbytek, jakož i především monocyklické zbytky, tzn, takové, které lze odvodit od benzenu a jeho homologů, například o-, m- a p-tolyl, xylyl, ethylfenyl a především fenyl. Z cykloalkylových zbytků je třeba vzít v úvahu hlavně ty, které se odvozují od nasycených tří-až sedmičlenných, především však pěti-nebo šestičlenných monocyklických uhlovodíků, které mohou mít také alkylové substituenty, především methyl a ethyl. Jako příklad těchto typů uhlovodíkových zbytků lze uvést:

cyklopropyl, 2,2,3,3-tetramethylcyklopropyl, cykloheptyl, 1-methylcykloheptyl, 3,4-dimethylcyklopentyl, 4,4-dimethylcyklohexyl a všechny perhydro-analoga předtím specificky vyjmenovaných arylových zbytků, zejména cyklohexyl a 4-cyklohexylcyklohexyl. Z alkylových zbytků přicházejí v úvahu zbytky jak s přímým, tak i s rozvětveným řetězcem, a to v prvé řadě ty, které mají 1 až 5 uhlíkových atomů.

Jsou to například ethyl, propyl, izopropyl, izobutyl, sek.butyl, terc.butyl, 2- nebo

3-methylbutyl, 2- nebo 3-methyl-2-butyl a především butyl a methyl. Jak bylo již výše uvedeno, mohou být substituovány arylovým nebo cykloalkylovým zbytkem a tvořit například benzyl, fenethyl, 1-,2- nebo 3-fenylpropyl, cyklopentylmethyl nebo cyklohexylethyl. Jak je již známo, mohou být takovéto zbytky spojeny navzájem jednoduchou C-C- vazbou.

12?

Obvykle se stává, že se dva ze symbolů R ¹ , R ' a R^J sp^;^u;jí v jeden dvojvazný uhlovodíkový zbytek, který vytváří s' atomem křemíku heterocyklických kruh se 3 až 7, zejmena pak s 5 nebo 6 členy. Nejjaatěji užívané dvojvazne uhlovodíkové zbytky odpovídají strukturou výše zmíněným uhlovodíkovým zbytkům. Příslušné zbytky heterocyklické se potom odvozuji zejména od silolanového, silepanového a perhydrosilinového kruhu, který má na křemíkovém atomu ještě jeden, zvláště některý z výše uvedených alkylových, cykloalkylových nebo arylových zbytků.

Celá chránící skupina vzorce (I) je tvořena tak, že neobsahuje žádné asymeerické centrum, jak v celkové struktuře, tak ani v jedno tlivých substituentech.

Jako typické příklady chránících skupin karboxylu odppovíaaících vynálezu mohou být jmenovány:

a)

2-(tr^i^e^r^y]^í^:Íyfl)ethjrlc^vá skupina nebo

2-(tricykloalkyltilyl)ethylová skupina, například 2-(^1^-^^130.^1 lethylová skupina, 2-(4-bifeihlhldichklohexyhsilhl)ethhlová skupina, a především 2-(trifeiLhltilyl)ethylová skupina; * bl (

2“(diarhlalkhltilhl)ethylová skupina nebo 2-(dichkloalkyhalkyhsilhl)ethhlová skupina, například 2-(difeihlbenzyhsilhl)ethhlová skupina a 2-(dichklohexyhmethhlstiyh)ethhlová skupina;

c)

2-(aгyldialkyhstlyl)ethylová skupina nebo 2-(cykloвlkyhdialkyhtilhl)ehhylová skupina, například ’

2-(feiyldibenzyhsilhl) ethylová skupina a 2-(cyklopeniyhdiIneehhhstlhl)et^h^rlová skupina;

d)

2-(1-alkhltilolaihl)ethhlovíí skupina nebo

2-(1-arhltilolarlhl) ethhlová skupina, například 2-(1-meehhhstlolaiyh)ethylová skupina a 2-(1~feiyltilolaiyl)ethylová skupina;

e)

2-(1-alkhleerhhdrosiliihl)ethylová skupina nebo 2-(1-arhleerhhdrooil·iiLhl) ethylová skupina, například,

2-(1-meehhhpeehthdootliiyl)ethylová skupina a 2-(1-feihleerhydrooiliiLhl) ethylová skupina;

f)

2-(3-alkyhstiyl)ethylová skupina, například *

2-(benzyhdiщeehhh^stlhl)ethhlová skupina, 2-(fenyhdiiehyhstiyh)ethylová skupina a

2-(tribeizyltilhl)ethylová skupina; *

g) * 2-(triвlkhltilyl)tthyVová skupina, u které jednotlivé alkylové zbytky obsabuuí 1 až 5 uhlíkových atomů, například

2-(dimeehlh-terc.butyltilhl)elhhlová skupina, 2-(dibuthlmeehhhsilhl)θlhylová skupina, a především 2-(trimeehlhstlyl)ethylová skupina.

Pokud jde o stálost a reaktivnost, vyrovná se ' chránící skupina odppovíaaící vynálezu skupině methylové, která až doposud pLatí jako neestálejší chránící skupina karboxylu.

Zůstává nezměna například za podmínek všeobecné kondenzace stavebních jednotek peptidů a za podmínek, které jsou při odštěpování obvyklých chránících skupin. Jde hlavně o podmínky hydrogenace, slabě bázických a kyselých hydrolýz a o podmínky, které jsou při práci s nižšími alkoholy za přítomnosti bází. Tato skupina je svým chováním podobná methylové skupině i při jiných běžných reakcích organické chemie.

Chránicí skupina podle vynálezu může být také analogicky jako chránicí methylová skupina odštěpena pomocí alkoholické hydrolýzy. Těmto reakčním podmínkám chybí však ve většině případů požadovaná selektivita. Podle vynálezu se chránicí skupina odštěpí působením soli kyseliny fluorovodíkové, tedy prostředkem, který nereaguje s většinou organických funkčních skupin, zvláště ne s peptidickými vazbami a chránícími skupinami běžnými v chemii peptidů.

Předmětem tohoto vynálezu je způsob přechodné ochrany karboxylových skupin v organických karboxylových kyselinách esterifikací karboxylové skupiny, která má být chráněna, a později odštěpením chránicí skupiny, který spočívá v tom, že se v karboxylové kyselině nebo v jejím reaktivním derivátu esterifikuje alespoň jedna karboxylové skupina beta-silylethylovou skupinou parciálního vzorce I,

R¹ ’ ₂ 1

R - Si - CH_? - CH - (I) h

^R v němž

3

R , R* a R znamenají nezávisle na sobě alkylový zbytek, cykloalkylový zbytek nebo arylový zbytek, vždy nejvýše s 12 atomy uhlíku, a jednotlivé zbytky mohou být vzájemně spojeny jednoduchou vazbou uhlík-uhlík, a tato hcta-silylethylová skupina se odštěpí působením soli fluorovodíkové kyseliny.

Nejpravděpodobnějším dodatečným vysvětlením, které se naskýtá pro tuto překvapivě selektivní reakci, je vysoká vzájemná afinita fluorového a křemíkového atomu. V důsledku této afinity může odštěpní odpovídající chránicí skupiny podle vynálezu proběhnout podle rovnice

-C0-0-CH_o-CH₉-Ši- + F°--> -C00° + CH_O=CH₉ + F-Ši^{2 2} | ^{2 2} I jejíž rovnováha je posunuta zcela doprava. Podle ní jsou výhodné takové podmínky, při kterých je atom fluoru к dispozici jako prostý fluoridový anion, který neasociuje se žádnou další komponentou, například rozpouštědlem nebo dalšími nedisociovanými molekulami reakční cn Činidel.

Sůl kyseliny fluorovodíkové, která je používána к vynálezu odpovídajícímu odštěpení л výše definované chránicí skupiny, je takového charakteru, aby co nejsnadněji disociovala na jednoduché fluoridové anionty. Tuto vlastnost mají ve velké míře zvláště soli kyseliny fluorovodíkové s kvartérními organickými bázemi, a je jim proto dávána přednost před jinými reakčními látkami.

w

Pokud je odpovídající kvartérní hydroxid dostatečně silnou bází, aby zaručil požadovanou disociaci, hraje zde specifická struktura bazické komponenty jen vedlejší roli. Z praktických důvodů je však dávána přednost trialkylarylamoniumfluoridům a tetraalkylamoniumfluoridům, a to takovým, které lze odvodit od výše obecně i specificky vyjmenovaných arylových a alkylových zbytků. Analogicky se tyto zbytky mohou spojit na odpovídající dvou«nebo třívazné uhlovodíkové zbytky, které potom vytvářejí s atomem dusíku příslušné heterocyklické kvartérní soli, například N,N^-dialkylpyrrolidiniové soli, N,N'-piperidi^ niové soli a azepiniové soli nebe n-alkylchinolizidiniové soli.

Nejvíce používané kvartérni fluoridy jsou n^^s^l<^c^ují^c:ú: tetrímethylamonimifluorid, tiimethylethylamonimifluorid, trifethylloopropylímoniiuf luurřd, trifethylbenzylaforiiuifluorrd, trifethylf inylmoniufluorid, 1 ,Ι^^β^^ρϊρθ^^ηίοίΒίΙοοΓί^ 1 ^-^.^у^руггоЫсИпотfluorid, a především tetrabutylímonionfluorid a tttrattУyaгmoniunfluQriU.

Déle mohou být také používaný fluoridy anorganické báze, to znamená HuoriU amonný a fluoridy kovů, hlavně lluoridy alkalických kovů, jako lluoriU sodný, lluoriU draselný, a zejména lluoriU česný. K dosažení vysokého UilOiiaě-ího stupně íO^o^]^“ú^<^\^y^ch aniontů také u fluoridu sodného a draselného je výhodné zachycovat kovové kati-onty tvorbou komp^l-exů.

K tomuto účelu se velmi dobře hodí především maakooyykické p^O-yethery a jejich dusíková a sirnú analoga, která jsou také označována jako crowii-ether (srovnej J. J. Су^^пstn a spoO. Chem. Rev. £4» 351-385 /1974/).

Zde je třeba se zmínit zejména o 18·<™Νη-6ύΐ6^6.. a jeho 1,2,5,ó-di^t^enzo- nebo 1,2,5,6-Uiiyklohtxyl analogách jako ne^výhodnnjších pro tvorbu konyPexníyУ sIouči-í- s draselnými ionty.

OOdtěpmi podle vynálezu se provádí nejlépe v aprotckkém organickém rozpouštědle. Není vhodná příOoy-ost takových rozpouštědel -iappíklad vody nebo nižších alifaiicýiУ alkoholů, které by mohly solvatovat fluorUdový aniont. Zvláště výhodná jsou organická polární aprotická rozpouštědla, a to taková, jejíchž Uitliktrická konstanta je vyšší než 29 nebo je rovna 29. Jsou to:

a) ^pH^iU UííettylslOfoxiU,

b) Ν,Ν-Ui alkyl mi-Uy nižších aliaatickýiУ karboxylových kyseti-₎ n^^r^p^LÍkl^e^d Ν,Ν-άίπιΐη^jormamiU a N,N-diyethylecttayiU,

c) —.ΛγϊΙι a Hadckých kyselin, nepUk-Lad acckto!trii a proiiimttil,

U) УexaaakylfolforEmidy, nappíklad hex^nmthhltriřmiU kyseliny fosforeCěé^

Nejvýhodnnjší z těchto rozpouštědel je N,N-(UimetУylfomiaшiU.

Obbykle se pracuje při laboratorní teplotě nebo teplotě lehce zvýšené, a to zejména ^oU 15 Uo ⁶0 °C. Reakční směs může být však ^podle ^pot^řeb^y z^ac^ěvána v r^ozmezí ce^^ s^vého teplotního rozineeí, tj. oU bodu tuhnuti až po teplotu varu.

Zavedení shora Uelinované chránicí skupiny karboxylové skupiny se Uaří o sobě známým způsobem, napnUa, tím, že se v organické karboxylové kyselině ΐδ^ι^Ι^ jedna nebo více karboxylových skupin, které mmlí být chráněny, působením alkoholu obecného vzorce 1-OH, , , R ^R - Si ^- CH? - CH? - OH (1-0Ю i3 >kUe r' ^až R^ m^í výše uvedený význam -, nebo j^o reak^ ^^pnýmí ^deriv^áty.

Reakce schopným derivátem výše UefěnovanéУn 2-lilyleУha-oto je ether isomočooiny, ^b^i^ovaný v ^uaném ^přípa^uě na ^^kovém a^rnu při¹^ ²-^lily^te^yhy^Opv^á угдозд (I) ^se váže ^na kyslík. Z ^moO^cninnvУyh kom^ponent jsou nejvýtodnější zejmén^a N^-d^ubsd^- t^vané mpOcwiny, nap^pík^la^{d N},b^-dicyklCsoyd^mo^viria. Kar^boxyl^ové lupiny, ^kttré m^í být mohou ^být к ^^ozici buď ve v^olⁿé fⁿr^yě^, n^kbⁿ j^ako γ¹¹^^{1 lyУnlny u}e^eiv^át, napekla, anhhyuid, halogen - hlavně chlorid - nebo azid.

Esterifikace probíhá běžným způsobem reakcí se zmíněným alkoholem nebo jeho reakce schopným derivátem a lze ji podporovat obvyklým způsobem, například působením vodu odnímajícími prostředky, jako jsou molekulární síta. Zvláště užívaná metoda esterifikace, prokazující dobré výsledky, probíhá za velmi mírných reakčních podmínek a využívá se zejména u přírodních aminokyselin a peptidů s krátkým řetězcem. Spočívá v tom, že volná kyselina, která má být chráněna, reaguje běžným způsobem s příslušným alkoholem výše definovaného vzorce (I-OH) v přítomnosti substituovaného karbodiimidu, například N,N'-dicyklohexylkarbo-diimidu.

Substituovaný karbodiimid zde má bez ohledu na reakční mechanismus roli činidla, které odnímá reakci vodu. To se děje tvorbou příslušné substituované močoviny a posouvá se tím zároveň rovnováha esterifikační reakce zcela ve prospěch vznikajícího esteru. Tato esterifikace probíhá zejména v přítomnosti pyridinu nebo jeho homologů, popřípadě v přítomnosti асе Lonitrilů.

Lze však postupovat i tak.. že se příslušný 2-silylethanol vzorce (I-OH) nejdříve převede na jeden z výše zmíněných reakce schopných derivátů, především na N,N -disubstituovaný ether isomočoviny, například Ν,Ν'-dicyklohexylether isomočoviny, a ten se potom spojí s kyselinou, která má být esterifikována, ve vhodném inertním rozpouštědle, jako je například ethylacetát.

Příslušná O-( 2-silylethyl'i isomočovina, například 0- (2-R’ , R“ -silylethyl )-N, N --dicyklohexylmoČovina se výhodně získá kondenzací výše uvedeného 2-silylethanolu vzorce (I-OH) s příslušným, v tomto případě na dusíkových atomech substituovaným karbodiimidem, zejména s N,N^-dicyklohexylkarbodiiuiidenm

Tato modifikace je v prvé řadě zvláště výhodná u obtížně esteriítikovatelných kyselin, například takových, kde je karboxylové skupina z důvodů stérické zábrany těžko přístupná, nebo u kyselin, které při obvyklé karbodiimidové metodě prokážují sklon к tvorbě vedlejších produktů, jako nitrilů a acylmočovin. Má-li se ester nějaké aminokyseliny s volnou alfa-aminoskupinou připravit vynálezu odpovídajícím postupem, zejména podle karbodiimidové varianty, je vhodné volnou aminoskupinu během esterifikační reakce přechodně chránit a chránící skupinu této aminoskupiny po skončení procesu opět odstranit.

Zvláště vhodné pro tento postup jsou kondenzační produkty aminokyselin s beta-dikarbonylovými sloučeninami (srovnej například G. L·. Southard a spol., Tetrahedron 27, ¹ 359 /1971/). Vznikají známým způsobem prostým spojením obou složek podle obecné rovnice:

NH_O -C=CH-COI ² ! I

-CH-COOH + -CO-CH-CO- —> NH +HgO i

I

-CHCOOH

Odštěpení chránící skupiny aminů nastává známým způsobem za mírně acidolytických _э podmínek, například krátkým působením zředěné halogenovodíkové kyseliny, zejména chlorovodíkové, která nenapadá vynálezu odpovídající esterovou skupinu vzorce (I). Jako beta-dikarbonylová složka je vhodný například benzoylaceton a zejména nižší alkylester kyseliny acetoctové, především ethylester acetoctové kyseliny, jehož poměrně snadná těkavost velmi > usnadňuje čištění látky.

Alkoholy výše charakterizovaného obecného vzorce (I-OH) jsou známé nebo je lze víceméně připravit známými metodami. Rovněž kyseliny, které mají být esterifikováry, jsou známy - zejména v rozsahu chemie peptidů - nebo je lze také připravit již známými postupy. Pokud jde však o všeobecnou použitelnost postupu odpovídajícího vynálezu, nemá na ni specifická struktura karboxylových sloučenin, které mají být chráněny, žádný vliv.

Stavba peptidového řetězce vychází použitím postupů odpovídajících vynálezu především od koncových uhlíků aninnoyssein. Postupuje se tak, ie se nechá reagovat aininooysseina nebo pepia s jednou volnou alfa-minoskupinou nebo jednou karboxylovou skupinou chráněnou způsobem odpoovdaaícím vynálezu - to znamená esterifiVo-anvu zbytkem vzorce (I) - s amí nokkaelinou nebo peptidem obsahnuícím chráněnou alfa-minoskupinu a aktivovanou koncovou karboxylovou skupinu.

V požadovaném případě . se chránící skupina koncového dusíku alfa-aminové skupiny odštěpí a již popsaná kondenzace bude pokračovat s další aninoVksseinvu nebo peptidovým fragmentem. Nakonec se chránící skupina vzorce (I) koncového uhlíku odštěpí vdpovída-ícím způsobem podle vynálezu a uvolní se karboxylové skupina. M^li produkt sloužit jako stavební jednotka (peptidový fragment) rozsáhlé peptidové syntézy., pak zůstanou ostatní chránící skupiny zachovány.

NααooVi tomu, m^li být konečná látka používána jakožto taková, pak se všechny ostatní chránící skupiny odes^ní, a to obvykle ještě před vynálezu vdpovídα-ícím odštěpením chránicí skupiny karboxylu vzorce (I). ₅

Vynálezu vdpovϊdi-ϊcí postup lze též p^L^u^í^t u syntézy víceřetézcvvých, zvláště dvouřetězcových p^piíů, nαpoíУl-i takových, kde jsou dva různé peptidové řetězce spojeny cys- * tinovým -S-S- můstkem. V takovém případě je karboxylová skupina, která stojí na konci řetězce, chráněna skupinou vzorce (I), zatímco karboxylová skupina n^cl^ázejjcií se na konci druhého řetězce je opatřena jinou chránící skupinou karboxylowu, n^výhodn^i . nappíklai terc.butylovou skupinou.

Prvně jmenovaná chránící skupina se může vynálezu vdpovVda-ícím způsobem vdiSr-nit a uvolněnou karbvxylvvvu skupinu lze zkondenzovat spolu s volnou alfa-aminokyselinou další aminookseliny nebo peptidu, v daném případě zavedením běiné aktivace takové skupiny. Jestliže kondenzací připojený fragment obsahuje na karboxylové skupině n^c^-^h^zzeící se na konci řetězce opět chránící skupinu vzorce (I), můie se reakční sled opakovat.

Někdy lze také chránicí skupinu karboxylu druhého řetězu, n-poíУl-i zmíněnou terc.butylovou skupinu, selektivně vditěěOt reakcí v kyselém prostředí, čímž se zachová chránící skupina vzorce (I). Celý tento vynálezu vdpovVíijící postup je sám o sobě východiskem pro další syntézní v-ri-nts a druh pepii-du nebo jeho derivátu, který má být 'syntetizován, nehraje při vybití tohoto postupu žádnou roli.

Výše zmíněná aktivace karboxylové skupiny se děje víceméněznámým způsobem, například převedením na -zíí kyseliny, anhydrid kyseliny, imiiazeVii kyseliny, í.soxí^I.í^í kyseliny nebo na aktivní ester, n-poíУlai kyammihySliser, o-nitrvfenslister, o^-nitrvflnslthivlstlr, 2, ^-^^^г^пу-оз!!', oθeia-hhovfennSelSel, ^-hySiovχssUyinimidiltee, N-hχSiroχStall imidistir, N-hydroxχsOpoerdinesSer.

Aktivaci niůie též nastat reakcí s k-гbvdiimidem, jako je nаpoíУlai N,N -di-csklohexylУarbodiimii (v daném případě přidáním N-hydroxysukcinimidu nebo 1lhsiroxybeeieVriaevlu substižvo-ané^ho ^halogenem» metylem nebo mettoxylem) nebo N,N'l^y-r^bvny^Sdiimiⁱ-eol. Jato nij^běžnejší metody aktivaci lze uvést metodu Уαrbvdiimiilvvvu, metodu azidovou, metodu anhydrido- * vou, jakož i metodu aktivního esteru.

Z peptidů je v prvé řpdě třeba znát ty, které se v^í^s^k^Sují v přírodě, jak ve své práci Chemie a biochemie aninnokselin, pepti-dů a proteinů oovOsují K.Ltlbke, E. Schrčder a

G. Kloss - i. a II. díl - Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1975 - a také jejich syntetická analoga, která se od nich oddišují tím, že je v nich vyměněna jedna nebo více aninookselin ^za jiné aninntyssHn^-. ^Je nutn^é znát ^též t,u ^část pepii^» to¹^ t^ří přechod mezi ^mito dvěma zmíněnými skupinami, tj. ·peptidy přírodními a skntitickými. Mezi aminoVkSsiins, kte^ré ^se и ^uved^ených ^ptidů ^ssarSuu^í' ve formě stavtoní jlⁱnvt^ys, patří přede^vší^{m 20} ^d^ch aminokyselin (srovnej například Sci. Američan, October 1960, str. 55) s homology a jejich strukturní a optické isomery. Jsou to například aminokyseliny nižších alkanů nejvýše se 7 uhlíkovými atomy, které se liší od kódových aminokyselin, například alfa-aminomáselná kyselina, norvalin, beta-alanin, gama-aminomáselná kyselina, alfa,beta-diaminopropionová kyselina, hydroxyprolin, norměthionin, fenylglycin, ornithin, citrullin, O-methyltyrosin, N-inethyl tyrosin a jiné nižší N-alkylaminokyseliny. Náleží sem dále racemické kyseliny a D-aminokyseliny, jakož i místo cysteinu a cystinu beta-merkaptopropionová kyselina (desaminocystein), popřípadě její oxidovaná -S-S- forma.

Není-li jinak uvedeno, rozumějí se peptidovými deriváty a deriváty aminokyselin především ty sloučeniny, u kterých se funkční skupiny (například skupiny aminové, hydroxylové, merkaptanové a guanidinové, jakož i karboxylové skupiny postranních řetězců) vyskytují v chráněné formě.

Jako chránicí skupiny aminů lze uvést následující:

1. benzyl a tri tyl;

2. acylskupiny, například formy, trifluoracetyl, ftaloyl, p-toluensulfonyl, alfa-toluensulfonyl, Ο-nitrobenzen-sulfonyl, benzensulfonyl;

3. především skupiny odvozené od kyseliny uhličité a kyseliny thiouhliči té,

a) jako jsou v daném případě benzyloxykarbonylové skupiny substituované v aromatickém zbytku halogenovými atomy, nitroskupinami, nižšími alkylovými, popřípadě alkoxylovými skupinami nebo nižšími karbalkoxylovými skupinami, například karbobenzoxy-skupina (= benzyloxykarbonylová skupina), o-brombenzyloxykarbonylová skupina, p-brombenzyloxykarbonylová skupina, nebo p-chlorbenzyloxykarbonylová skupina, 2,4-dichlorbenzyloxykarbonylová skupina, p-nitrobcnzy.l oxykarbonylová skupina, p-methoxybenzyloxykarbonylová skupina, barevné benzyloxykarbonylové skupiny, _tjako například p-fenylazobenzyloxykarbonylová skupina a p-(p'-methoxyrenylazo)benzyloxykarbonylová skupina, dále pak tolyloxykarbonylová skupina, 2-(3,5-dimcthoxyfenyl)-2-propyloxykarbonylc. vá skupina, benzhydryloxykarbonylová skupina, 2-fenyl-2-propyloxykarbonylová skupina, 2-(p-tolyl)-2-propyloxykarbonylová skupina a především 2-

-(bifenyly!)-2-propyloxykarbony!ová skupina;

b) také alifatické, popřípadě cykloalifatické oxykarbonylové skupiny, jako například í -methylcyklobutyloxyicarbonylová skupina, alkyloxykarbonylová skupina, cyklopentyloxykařbonylová skupina, terč.amyloxykarbonylová skupina, adamantyloxykarbonylová skupina, isobornyloxykarbonylová skupina a v prvé radě terč.butyloxykarbonylová skupina.

Hydroxylové skupiny, například serinových zbytků, .threoninových zbytků a tyrosinovýcn zbytku, mohou být chráněny esterifikací nebo etherifikací. Pro esterifikaci jsou zejména vhodné zbytky nižších alkoholů, například acetyl, aroylovc zbytky, například benzoyl a především zbytky odvozující se od kyseliny uhličité, jako benzyloxykarbonyl, o-brombenzyloxykarbonyl nebo ethyloxykarbonyl. Vhodné skupiny pro etherifikaci jsou například benzylové zbytky, ni-b.rombenzylové zbytky, 2,ó-dichlorbenzylové zbytky, te trahydropyranylové zbytky nebo terč.butylové zbytky. Dále se pro ochranu hydroxylových skupin hodí skupiny, které popsal Weygand (Chem. Berichte 100 /1967/ 1838-1849). Jsou to 1 - terč,butyloxykarbonylaminové nebo 1-benzyloxykarbonylamino-2,2,2-trifluorethylové skupiny.

Merkaptoskupiny, například cysteinových nebo desaminocysteinových zbytků, mohou být chráněny zbytky aralkylového typu, kde alifatický uhlíkový atom vázaný na síře merkaptanové skupiny má zároveň nejméně jeden arylový zbytek a je součástí cykloalifatického kruhu, nebo má ještě jeden, popřípadě dva další arylové zbytky, jako například:

i-fenylcyklcpentylový zbytek, 1-fenylcyklohexylový zbytek, 1-fenylcykloheptylový zbytek p-methoxyfenylcyklohexylový zbytek, 1,1-difenylethylový zbytek, 1,1 - d i-p-tolyl ethylový. zbytek, a především- trifenylmethylovy zbytek (trityl, trt). К ochraně merkaptánových skupin lze použít také acylaminomethylových skupin, u nichž je acylový zbytek odvozen od alifatické, aralifatické, karboxyklické nebo heterocyklické, v daném případě aromatické karboxylové kyseliny nebo od monoesterů kyseliny uhličité.

Zvláště vhodné chránicí skupiny tohoto typu jsou aminomethylové skupiny nižších alkanoylů nebo hlavně асеtylaminome thylskupin (Acrti). Merkaptoskupina může však být к dispozici také ve své oxidované formě, například jako cystinový -S-S- můstek nebo jako skupina vzorce -S-S-COOR. (Symbol R v posledním vzorci znamená v daném případě substituovaný uhlovodíkový zbytek nejvýše· s 18 uhlíkovými atomy. Srovnej například německý Offonlegungsschrift (i. i 568 632). Guanidinová skupina, například v argininovém zbytku, může být popřípadě chráněna nitro-nebo p-toluensulfonylovou skupinou (tosyl).

Může nastat případ, že se v reagujících sloučeninách vyskytuje více- karboxylových skupin. Tyto mohou být к dispozici v různých chráněných formách, přičemž je umožněno selektivní zpracování každé jednotlivé skupiny. Karboxylové skupiny mohou být například chráněny vytvářením hydrazidů nebo esterifikací. Pro esterifikaci jsou zvláště vhodné například v daném případě substituované •a) nižší alkoholy, jako methanol, ethanol nebo zvláště terč·butanol;

e

b) nižší arylalkoholy, jako například v daném případě benzylalkoholy nebo benzhydrylalkoholy, substituované nižšími ethylovými skupinami, nižšími alkoxylovýini skupinami a nitroskupinaini, anebo halogenovými atomy. Například p-nitrobenzylalkohol nebo 2,4,6-trimethylbenzy 1.alkohol a také fenoly, zvláště pak thiofenoly, jako fenol, thiofenol nebo thiokresol.

Uvedené typy chránících skupin se většinou hodí pro tento vynálezu odpovídající postup zvláště proto, že při odštěpení, které odpovídá vynálezu, zůstávají neporušené a jejich použití není omezeno na peptídy a jejich deriváty. Účelem předchozího výčtu chránících skupin je spíše ukázat na nejrůznější možnosti jejich použití. Tento výčet není ani zdaleka vyčerpávající, protože za postupu odpovídajícího podmínkám zůstávají neporušené také například volné hydroxylové skupiny, volné i chráněné, jakož i ketalisované oxoskupiny, laktony, laktamv - vzláště beta-iaktamy -, dvojné a trojné vazby etd.

Pokud jde o stálost, chemickou netečnost vůči jiným skupinám a reaktivnost. (s výjimkou odštěpení podle vynálezu), odpovídá karboxylová skupina chráněná vynálezu odpovídajícím způsobem karboxylové skupině esterifikováné nižším lineárním alkoholem, zvláště methanolem nebo ethanolem. Lze ji proto zcela obecně použít místo alkoholem esterifikované karboxylové skupiny, a to zvláště tehdy, je-li možno výhodně uplatnit její vynálezu odpovídající specifickou odštěpítelnost.

V následujících případech, které nám ukazují některé výhodnější způsoby praktického provedení vynálezu, jsou teploty udávány ve °C a používány následující zkratky:

Boc = terč.butylkarbonyl

A cm = асеtylaminomethy1

Trt = trityl (= trifenylmethyl)

Z = karbobenzoxy (= benzyloxykarbonyl) <

But = terc.butyl

Me - me thyl

Врос - 2-(p-bifenylyl)-2-propyloxykarbonyl .DMF = dimethylformamid

18-crown-ether-6 = 1,4,7,10,13,16-hexaoxycyklooktadekan

Systém 100 používaný v chromatografií na tenké vrstvě je směs alkylacetátu, pyridinu, kyseliny octové a vody v poměru 62:21:6:11.

Příklad 1

Benzyloxykarbonylglycin-2-trimethylsilylethylester Z - Gly - O - CH^CH^SiíCH^)

a) Příprava: Ke směsi 1,97 g benzyloxykarbonylglycinu a 1,77 ml 2-trimethylsilyle t-hanolu v 5 ml pyridinu se za míchání a při teplotě 3° přidá 2,14 g N, N -dicyklohexyl karbodiimidu a reakční směs se nechá při této teplotě stát 15 hodin. Po přidání 0,5 ral ledové kyseliny octové se směs nechá stát ještě 30 minut v chladničce a vyloučená dicyklohexylmočovina se odfiltruje.

Filtrát se zředí ethylesterera kyseliny octové a vytřepe se s kyselinou chlorovodíkovou zředěnou vodou s 5¾ roztokem kyselého uhličitanu sodného. Rozpouštědlo se odpaří a odparek se chromátografuje na 90 g silikagelu se směsí chloridu uhličitého a kyseliny octové (95:5). Výsledkem je bezbarvý olej benzyloxykarbonylglycin-2-trimethylsilylethyleste.ru. Rf - 0,41 na silikagelu v systému toluen - aceton (9-1).

b) Odštěpení chránící skupiny narbox.ylu: výše popsaný produkt (31 mg) se nechá reagovat při 30 °C s '1,6 ml (2 ekvivalenty) 0,125 M roztoku tetraethylamoniumfluoridu v dimethylfcrmamidu (obsahujícím 1,4 % vody). Průběh reakce je sledován ohromatograficky na tenké vrstvě. Po 2 hodinách je к dispozici jako jediný prokazatelný produkt benzyloxykarbonylgly·cin.

Analogické Štěpení, které však používá 0.i 65 M roztok tetraethylamoniumfluoridu v di~ int!thylformamidu obsahujícím pouze 0,4 % vody, proběhne za 45 minut.

P ř í к 1 a d 2

К roztoku 47 mg bGnzyloxykarbonylglycin-2^trimethylsilylethylesteru íviz příklad la) v 1,9 ml dimethylformamidu se v přítomnosti 39 mg I8-crown-ether-6 přidá ^:8 mg (2 ekvivalenty) fluoridu draselného a směs se uchovává při 30 °C. Prostřednictvím ohromatografie na tenké vrstvě se stanoví, že odštěpení 2-trimethylsilylethylové skupiny Je po 24 hodinách zcela skončeno a že v reakční směsi je к dispozici Jako Jediný prokazatelný produkt benzyloxykarbonylglycin,

P i í к 1 a d 3

W-Benzyloxykarbonyl-0 terč.butylthreonin-2-trimethylsilylethylestor

a) Příprava: Smísí se 112 g (0,36 mol) N-benzylkarbonyl-O-terc.. buthylthreoninu, 83 ml (1,03 mol, 2,9 ekvivalentu) pyridinu, 68 ml (0,47 mol, 1,3 ekvivalentu) 2-trimethylsilylethanolu (d = 0,82) v 145 ml асеtonitrilu.

Směs se ochladí na 0 až 5° a po částech se přidá, při dodržování vnitřní teploty pod 5°, 82 g (0,4 mol, 1,1 ekvivalentu) M,N^-dicyklohexylkarbodiimidu a nechá stát přes noc, při teplotě 0 až 5°. Při této teplotě se к reakční směsi přidá 15 g kyseliny štavelové a míchá se další půl hodiny. Vyloučená N,N'’-dicyklohexylmočovina se odsaje a promyje ledově chladným octanem ethylnatým.

Filtrát se vysuší, promyje se 2N-kyselinou chlorovodíkovou až do zřetelné kyselé reakce a potom kyselým uhličitanem sodným a vodou a za sníženého tlaku se silně zahustí. Vyloučená druhá část dicyklohexylmočoviny se odfiltruje a co možná nejkoncentrovanější roztok se filtruje přes sloupec cca 80 g silikagelu a eluuje octanem ethylnatým. Požadovaný ester se získá ve formě hustého bezbarvého oleje, který má Rf = 0,57, (silikagel, toluen-aceton

9:1 ).

b) Odštěpení chránící skupiny karboxylu: 41 mg podle bodu a) připraveného esteru se nechá reagovat při 30° s 1,6 ml 0,125 M roztoku tetraethylamoniumfluoridu v dimethylformamidu (obsahujícím 1,4 % vody) a průběh odštěpení se sleduje pomocí tenkovrstvé chromatografie (silikagel, chloroform - kyselina octová 98:2).

Odštěpení proběhne úplně během 10 min a nejsou pří tom prokazatelné jak Žádné výchozí látky, tak ani vedlejší produkty. Při podobné přeměně, tzn. při alkalickém zmýdelnění Z-Thr(But)-OMe, vytváří se vedle žádaného threoninového derivátu Z-Thr-(But)-OH také jeho D-allo-isomer, který je v celkovém systému velmi dobře prokazatelný, nebol vytváří viditelně oddělenou zónu.

Provádí-li se odštěpení 2-trimethylsilylethylové skupiny v acetonitrilu namísto dimethylformamidu, proběhne při teplotě 50° asi během 3 hodin. Také v tomto případě je konečný produkt stanovitelný pomocí tenkovrstvé chromatografie. Zároveň je prostý všech vedlejších produktů, které obvykle vznikají při odštěpování methylové skupiny.

Příklad 4

Bpoc-beu-Val-Cys(Trt)-Gly-0-CH₂CH₂Si(CH₃)₃

a) Příprava: К roztoku 890 mg tetrapeptidu (Bpoc-Leu-Val-Cys/Trt/-Gly-OH) ve 2 ml pyridinu se postupně přidá za stálého míchání 0,75 ml 2-trimethylsilylethanolu a 420 mg N,N^Z-dicyklohexylkarbodiimidu. Po 2 hodinách se к reakční směsi přidá 60 ml ehteru (při laboratorní teplotě) a směs se nechá stát při 0°, aby došlo ke krystalizací produktu. Vyloučená výše uvedená sloučenina - tetrapeptidester - se odfiltruje a'dobře promyje etherem.

Rf = 0,73 (silikagel, chloroform, methanol 8:2).

b) Odštěpení chránicí skupiny karboxylu: Odštěpení chránící skupiny v tetrapeptidovém esteru (3,3 mg) získaném přípravou podle bodu a) se děje v 0,1 ml (5 ekvivalentů) 0,125 M roztoku tetraethylamoniumfluoridu v dimethylformamidu (obsahujícím 0,4 % vody). Při reakční teplotě 30° je reakce během 5 min zcela ukončena. Získanou látku, která je prostá vedlejších produktů, lze stanovit tenkovrstvou chromatografií (viz předcházející příklady).

Příklad 5

N-Terc. bu coxykarbony 1 -S-асе tyl aminome thyl cystein-2- trimethylsilyleth.ylester Boc-Cys(Acm) -0-CH₉-CHpSi(CH₃)₃

a) Příprava: Ke směsi 1,40 g Boc-Cys(Acm)-0H, 0,9 ml 2-trimethylsilyleLhanolu a 1,08 g N,N*-dicyklohexylkarbodiimidu, chlazené ledem, se přidá 2,5 ml pyridinu a míchá se 6 hod. při 0°. Reakční směs se zředí trochou ethylesteru kyseliny octové a nechá se reagovat s 65 uig kyseliny štavelové, aby se rozrušil nadbytečný karbodiimid. Po 30 min se vyloučená dicyklohexylmočovina odfiltruje, filtrát se vytřepe nejdříve se zředěnou kyselinou solnou a potom s 5% roztokem kyselého uhličitanu sodného a vysuší se. Po úplném odpaření rozpouštědla se žádaný ester získá ve formě tuhé pryskyřice. Rf - 0,54, (silikagel, chloroform - methanol 9:1)-

b) Odštěpení chránicí skupiny karboxylu: Reakcí esteru (3,9 mg) s 0,12 ml 0,165 M roztoku Letraethylamoniumfluoridu (2 ekvivalenty) v dimethylformamidu při teplotě 30° se získá během 30 až 40 min jako jediná látka Boc-Cys(Acm)-OH. Průběh reakce je sledován (jak je popsáno u předešlých případů) pomocí tenkovrstvé chromatografie. Tentýž výsledek se získá, nahradí-li se dimethylformamid stejným objemem dimethylsulfoxldu.

c) Selektivní odštěpení Boc skupiny: Ester připravený podle bodu a) se smísí s 3 ekvivalenty 1,2-N roztoku chlorovodíku ve směsi 2,2,2-trifluorethanol - voda (9:1). Při teplotě 22° se po 20 min získá jako jediný produkt H-Cys(Acm)-O-CHgCHpSi(CH )^ ve formě svého hydrochloridu. Rf = 0,51 (silikagel, systém 100).

Příklad 6

Boc-Ala-Gly-Cys( Trt)-O-CHgCHgSi (CH^

a) Příprava;

^{aa) N},N^z-Dicyklohexyl-⁰-⁽2-trioethylsilylethy^•isomočovína

Směs 780 mg (3,79 mod) N,N*-dicyklohexylkarbodiimidu, 0,6 ml (4,17 mmmo, 1^-ekvivalent^ 2-^trimet^yy^lsily^yhanoL·; a 60 mg chloridu módného se míchá ^po dobu 105 min ^při toboratorní teplotě. Směs se zředí 3 ml petroletheru a fittrute se přes sloupec neutrálního kysličníku hlinitého (za opětného promyyí petroletherem). Po odpaření rozpouštědla se získá v názvu uvedený derivát isoročoviny jako slabě nazelenalý olej. Malé mi^o^sv! látky deetílováno v límcové baňce při cca ^{1250 11,}7 ^pa (^teploto toznd.

ab) N,S-Di tri ·tylcyiteio-2-trimethhlsSlylester

Trt - СууСТЧ) - 0 - CH₂CH_?Si (CH3 ),

Směs 1,53 ^{g (}2,53 mnrto N^í-^s-dirityCcyittinr a ⁸²⁰ m^{g (2,}53 mnoto ^N,^N'-^dicyklohexyl-O-to-trimeethlsslyle1Уу1)i!ooiny, připravené podle bodu aa), v 2,5 ml octanu ethylnatoho se ^béhem ²⁰ todín za!^í^řív^á na 50°. ^po ochlazení se vyloutoná dic^tohexylmotovtoa odϋΗηφ a filirát se zpracovává cУrcmatoo;riaicky na 40 g siliragelr. Eluování se provádí nejdříve směsí ^bjAtoj^ cylylohexan - octan ethylnatý ⁽9;Ό a potom se používá směsí s vtoším podílem octanu etУylnrtéУc. Jednndivé frakce získané teokovrstvou chromorolraaií se spoj a vakuově zbaví rozpouštědla. Poradovaný N,S-dittiill-cyitein-2-trioeehylsilyltiУylester je ve formě bílé pěny. Rf - 0,7 (si^^gel, cyklohexan - octan ethylnatý 14).

ac) S-Ttítllcyiteio-²-irioethyls·íllletУylesier

H-Cy s·Tt t)-O-CH₂ C H_?sS(0Η_β)

Roztok 1,41 g iiirtlytesterr /'viz bod гЬ)/ v 5 ml se smísí s 25 ml vodného ²,²,²-trffrooetУr^aollr (10 obj. % vody) a pummlu se k němu přidá 1,2N - chlorovodík ve směsi ²,²,2-trifrloetУraollr a vody (9:1, obj./obj„), dokud hodnota pH nezůstane stabtoně na 3,5. ReakCni směs se zředí ttro.butylrkkohoeem, odpaří se ve vakuu, rozpustí se v tero.butyl^^ho/ru a suší Ιι^Ι-ΙΙε^!. Požadovaný S-tritylester se získá ve formě hydrochloridu. Rf = 0,7 (silikE^geL, chloroform - reehanol 9:1).

ad) Boc-Ato-Gly-Cys(Trr)-О-С^ссу-о(CH3)3

Celkový produkt předešlého stupně se rozpustí, s 989 mg N-buroxykkrrbontoranolglycinpeotrcУlorfeoyltsierr (Boc-Ato-Gly-O-C^CC^) v 10 ml' dimethylforraridu, přidá se 0,252 ml N-ttУyloocfclínr a směs se nechá stát přes noc při laboratorní teplotě.

Redakční směs se zředí ethytocetáeeo, promyje se postupně zředěnou kyselinou solnou a zředěným roztokem rhli0irarш sodného, vysuší se a rozpouštědlo se vakuově odpaaí. Zbytek se cУrlInartogafuje na sLlk^í^galu. Vym/váním s chlorooocreer se nejdříve odstraní veddejší produkty a následovně promováni soc^č^zl chloroform - methanol ' (98:2, obj^/obj.) poskytne požadovanou sloučeninu. Rf = 0,9 (silkkagel, octan ethylnatý - pyyidin - voda 65:20:15).

b) Odštěpení chránící, skupiny karboxylu; K 34 mg chráněných tripeptioových esterů

Boc-AAa-Gly-CysClrt)-O-CH^CHgSií^3)3 se přidá 0,65 O. 0,15 M roztoku tet^wh^^lroonίuríiluOt ridu v dimethyHromaridu a nechá se v klidu 10 h za teploty laboratoře. Roztok se vlije do 6 ml 0,01N vodného roztoku kyseeiny solné a vyloučená látka se izoluje odstředěním. Pročistí se vyplavením ve vodě a opět se odstředí. Vznóklý peptid s volnou karboxyllvlu skupinou (Boc-Ala-Gly-Cys/TrtOOH) má Rf = 0,35 (silkaagel, octan ethylnatý - pyridin - voda

65:20:15) a je podle tenkovrstvé cУromotoo;gaaie prostý výchozích látek (Rf = 0,7 v témže systémT .

Příklad 7

N-Benzyloxykarbonylglycylfenylalanin-2-trimethylsilylethylester

Z-Gly-Phe-O-CH₂CH₂Si(CH^)₃

a) Příprava:

aa) N-( 1-ethoxykarbonyl-1-propen-2-yl)fenylalanin-2-trimethylsilylethylester, C₂H₅OCO-CH=C(CH₃)-Phe-O-CH₂CH₂S1(CH₃)₃

К suspenzi 8,25 g L-fenylalaninu v 5 ml vody a 80 ml ethanolu se postupně přidá 10 ml dicyklohexylaminu a 6,9 ml ethylesteru kyseliny acetoctové a směs se po dobu 1 h zahřívá na 65° až do vzniku čirého roztoku a ten se vakuovým odpařením přivede ke krystaliz-aci. Zbytek se dvakrát vakuově zahustí vždy s 50 ml pyridinu a zředí se 40 ml acetonitrilu. Za stálého chlazení se к roztoku postupně pomalu přidává 9 ml 5,5 N chlorovodíku v dioxanu, 10 ml 2-trimethylsilylethanolu a 12,3 g N,N'-dicyklohexylkarbodiimidu a nechá se stát přes noc při teplotě 5°.

Vyloučená sraženina se odsaje a promyje octanem ethylnatým. Filtrát se za chlazení .ledem vytřepává s 5% roztokem kyseliny citrónové až do vzniku kyselé reakce a potom ještě s roztokem kyselého uhličitanu sodného a s vodou. Po vysušení síranem sodným se roztok vakuově zahustí a zbytek rozpuštěný v systému hexan - octan ethylnatý (1:9) se filtruje přes desetinásobné množství silikagelu. Získá se chráněny fenylalaninový ester ve formě hustého oleje.. Rf - 0,6 (silikagel, cyklohexan -- octan ethylnatý 1:4).

ab) Fenylalanin-2-trimethylsilylethylester

Phe-O-CH₂CH₂Si(CH₃)₄

К roztoku látky získané podle bodu aa) v 140 ml etheru se přidá 14,3 ml 5,9 N chlorovodíku v dioxanu a po 5 min se směs extrahuje s 200 ml vody. Vodný roztok se dvakrát protřepává vždy s 20 ml etheru a tyto spojené etherové fáze se opětně extrahují s 20 ml vody. Tato druhá část vodného roztoku se spojí s první a spojený vodný roztok se upraví kyselým uhličitanem sodným na alkalickou reakci a extrahuje octanem e thy lna tým,.

Organická fáze se promyje vodou, vysuší a okyselí se 7 ml 4,6 N roztokem chlorovodíku v dioxanu. Rozpouštědlo se vakuově oddestiluje, zbytek se ještě jednou odpaří s etherem a vytřepe se mezi vodu a ether. Vodný roztok se vakuově zahustí a zbývající voda se odstraní lyof ilizací.. Požadovaný fenylalaninový ester je ve formě hydrochloridu jako bílý prášek. Rf = 0,52 (silikagel, acetonitril - voda 9:1).

ac) N-Benzyloxykarbonylglycylfenylalanin-2-trimethylsilylethylester

К roztoku 6,04 g podle bodu ab) připravené látky a 7,8 g Z-glycin-2,4,5-trichlorfenyl esteru v 10 ml dimethylformamidu se přidá 2,8 ml N-methylmorfolinu a hustá suspenze se přes noc míchá při laboratorní teplotě. Po zředění octanem ethylnatým se reakční směs promyje 5x roztokem uhličitanu sodného a 2x 1 N kyselinou solnou, vysuší se a vakuovým odpařením zbaví rozpouštědla. Získaný olej se chromátografuje na 500 g silikagelu. Nejdříve se v první fázi promývá systémem octan ethylantý - hexan (1:4, obj./obj.), a potom se systémy obsahujícími zvětšující se podíl octanu ethylnatého. Jednotlivé frakce tenkovrstvé chromatografie, které obsahují čistý produkt, se spojí a oprostí od rozpouštědla, přičemž žádaný Z-Gly-Phe-O-CH₂CH₂Si(CH₃)₃ je ve formě bezbarvé pryskyřice. Rf = 0,35 (silikagel, toluen - aceton 8:2).

b) Odštěpení chránicí skupiny karb^xylu: 46 g dipeptidesteru připraveného podle bodu a) se nechá reagovat při 30° s 1,43 ml 0,15 M roztoku tetraethylamoniumfluoridu v dimethylformamidu. Štěpení esteru je sledováno tenkovrstvou chromatografií (silikagel, chloroform - methanol - kyselina octová - voda 90:10:0,5:1). Po 15 min není již prokazatelná žádná výchozí látka a chromatogram ukazuje přítomnost pouze N-benzyloxykarbonylglycylfenylalaninu (Z-Gly-Phe-OH), jehož Rf = 0,15.

Příklad 8

2-‘Primethylsilylethylester kyseliny 4-metoxykarbonylmáselné (methyl-^-trimethylsilylethyl/glutarát)

MeO-CO--(CH₂) ₄-CO-O-CH₂CH₂Si(CH₃) ₃

a) Příprava: Směs 2,28 g anhydridu kyseliny glutarové a 2,88 ml trimethyls?.lylethanolu se nechá stát 2,5 h. při 90°· Po ochlazení se reakční směs zředí octanem ethy.1 natým a několikrát extrahuje roztokem kyselého uhličitanu sodného, dokud vodné extrakty neprokazují hodnotu pH 8-9. Vodné extrakty se spojí, okyselí se 1 N kyselinou chlorovodíkovou na pH 1-2 a extrahuji octanem <r·, hyi.ua tým. Organický roztok se vysuší a v rozpouštědle se odpaří ..

Zbývající surový mono-( H-trime thylsilyl )glutarát /НОСО-(OH?) -,-С0-0-СН_эСН_э3.1 (CH^) který je olejoví tého charakteru, se rozpouští v 30 ml etheru а к vzniklému roztoku se přidává až do vzniku stálého žlutého zabarvení roztok diazomethanu v etheru. Po 30 min se ether- odpaří a zbylý olej se destiluje při 6,5 Pa a teplotě vodní lázně 85°. Výsledkem je směsný diester ve formě bezbarvého oleje. Rf - 0,5 (silikagel, toluen - aceton : 1 . detekce jodem).

b) Odštěpení 2-triniothylsi L.yle thy 1. esterové skupiny; 14 mg směsného diesteru připraveného podle bodu a) so nechá stát při 30° v 0,92 ml 0,15 M roztoku tetraethyLamoniumfluoridu v dimethylformamidu. ďiž po 9 min není chromatografií v tenká vrstvě prokazatelné Žádná z výchozích látek a jako jediný produkt rezultuje monomethy'1 ester kyseliny glutarové. Rf = 0,4 (si.likagel, chloroform - methanol - kyselina octová - voda 90 ’ 10:0,5 ' 1 , detekce bromkrezolovou zelení)., 6e identický s původním vzorkem,

Příklad 9

-Trime thyl s ily 1 c thy 1 e ster к у sel. lny 7-kyanace tyl amine cef al o s porano ve a; Příprava: К roztoku 305 mg kyseliny 7-kyanacelylcefalosporar.ové (obsahující jako o

nečistotu cca 20% /У'-isomerů) v 0,17 m.! 2-trimethylsilyleth.anolu a 0,8 ml směsi, асе loni tri lu a pyridinu (4:1, obj./obj.) se přidá při 0° 211 mg dicyklohexylkarbodiimidu. Po 3 hodinách sc vyloučená d i cyk.lohex.yl močovina odsaje, filtrát se zředí octanem ethylnatým, postupné se promyje nejdříve pufracním roztokem citranu sodného (pH = 6) a pak zředěnou kyselinou solnou, vysuší se a odpařením ve vakuu so zbaví rozpouštědla. Získaný odparek obsahuje hlavně’ požadovaný shora uvedený ester, Který má Rf - 0,4 (sil.ikagel. toluen - octan ethylnatý 6:4, detekce v UV nebo jodem) a malý podíl příslušného Z>‘--isomeru o Rf - 0,3 v tomtéž systému.

b) Odštěpení chránicí skupiny karboxylu: 44 mg esteru připraveného podle bodu a) se nechá reagovat pri teplotě 3-0° s 1,2 ml 0,165 M roztoku tetraethylamoniumfluoridu v dimethylformamidu. Odštěpeni skupiny je sledováno chromatograficky na tenké vrstvě. Ho 30 minutách není prokazatelná žádná z výchozích látek.

Příklad 10

N-Benzyloxykarbonyl-O-terč.butylthreonin-2-(dibutylmethy.Isilyl)ethylester (CH₂)₃ CH₃

Z-ThríButJ-O-CHgCHg-Si —-CH-j (CH₂)₃ CH₃

a) Příprava; .

aa) 2-(Dibutyl.-methyl-3iIyl )ethanol

K tyhtricéému roztoku bu-tylmagnesiumbromidu (připavteného obvyklým způsobem z 58 g hořčíkových hobUin a 226 ml UutylUromidu) se přidá po kapkách roztok 70 g 2-(metyh--diihloriil-l)ethylaittátu (J. 1. Speier a spc>b., J. Am. · Chem. Soc. £2, 974 /1957/) v 60 ml etheru a ^uěhem 2 hodin zahřív^á na 50°. Reakční směs se vlije na led, okyselí se k^yselinou cHor⁰vodíkovou a vyextrahuje etherem. Spojené etherické extrakty se zbaví rozpouštědla a vakuové defilují. Fra^kce^, defilující při ¹⁰⁵ až 1^0° ^2,3 ^kPa^, se ješté ječlnou rektifikuje na Vigreuxovi* toloně Čímž se ziis^ 2-^(či^Uut^yl·retУ^l-1il^y1)etl^aiol^, bod ^varu 69 ^až 70° ^při 13 Pa.

aU) N-butzylobykarbouyl-0- Leec.buty-thrtonin-2-(čiUuj^y-eeth^yl·-ill- ^Ι-Ι^^θ

Ke směsi 1,19 g N-UenzyУobyУkrbubn--O-teri.Uut^ylthrtbninu (Z~Thr/But/-OH), 1,01 g podle bodu aa) připraeeného 2-(čiUutyl_mmet^l-i^s;i^-) ethanolu, 0,93 mg pyridinu a 1 ,6 ml acetonitri-Lu se při^dá za chlazení ⁸⁷⁵ m^g N,N^fc^lohex^^r^diim^u a nechá se stát ^{20 h p}ři tep.btě 0 a^{ž 5<}°. V^ouČerrá N,K^ůi^k^hex^nibfoviLnr se odsaje, filtrát se zře^dí octrnem ethylnatým, promyje se zředěnou kyselinou solnou a zředěným rozOokem kyselého ulhičitanu sodného, vysuší se a vakuové zbaví rozpouštědla. Zbytek se rozpustí ve směsi octanu ethyL-natého a hexanu (1:7, ob^^ohU·), přenese se na sloupec silklagelu a promývá se směsmi rbz^pouštědeJ.^{, kt}erá obsahuj^í stouppjíů ^po^bíl octanu eth^nate^. Čistý výše uvedený ester je ve formě bezbarvého oleje. Rf = 0,62 (siLik^e^geL, toluen - aceton 9:1)

U) Odštěpení chránicí skupiny karboxylu: 19,4 mg esteru · připraveného podle bodu a) se nechá reagovat ^při te^plbtě 30° s 0,52⁵ ml ^0,15 M roztob ^yttraeth^ylarbiiurfluori^ču v dimeth^ylformrmidu. OOdtěpemí se sleduje (jak je popsáno v příkladu 3b) prostřednictvím tenkbvrstvé Úpln^é bdš^yěpení ^b^hne asi ^pb ³⁰ mi^ ^př^ceemž je výs¹^^ tenkovrstvé ilrbmRrУbgQait analýzy zcela identický s příkazem 3b).

Příklad 11

N-BenizloxykarUbny1-0-ttrc . Uut^yl-tlrebnii-²-triteiyLiil^ylttl-l ester

Z-Thr(But) -O-CHgCH„Si () 3 c d 07 .3

r) Příprava: 559 ^l N-betiz-1oyУkrbunyi-0-tetc-.buj^ylylrtoiinu v 0,585 pyridinu a

3,5 ml a^cetonittlu reaguje analogickým způsobem jako u příkladu 10 se 715 mg Č-t^rifeny!silymhanblu ^(H. Gilmrn a spo⁰., ^J. Am. ^Chem. ^S°c. 81 , 4 07^959/3 a ⁴⁴¹ mg ^N,'^N-d^dcyklolexylkrrUbdiiIniču a je i analogickým způsobem dále zpracováváno. ССюош^огаГИ surové látky· přes 50 g silílagelu se směsí chloridu uhličitého a octanu ethylnrtéhb (95:5, O^U«/oU;j.) se získá uvedený ester ve formě bezbarvého oleje. Rf = 0,4 (skl.k^e^ge., toluen - aceton 955).

b) Od^ěpení chránící skupiny krrUbxylu: 48 mg esteru připrveeného postupem podle bod^{u a}) se nechá r^govat ^při 30° s 1,05 ml ^0,153 ^M roztoku ^tttr.aethy^lmbiiumflubri^ču v ^dim^el^^^^lj^ytrmrmidu. Jak je již popsáno u příkladu 3b), také zde se průběh odštěpení sleduje tenko^itst^vou ihroInrtoggarií. Odštěpení je skončeno během 20 až 30 mn a výsledek je souhlasný 3 výsledky přídkladů 3b) a 10b).

Claims (14)

1. Způsob přechodné ochrany karboxylových skupin v organických karboxylových kyselinách esterifikací karboxylové skupiny, která má být chráněna, a pozdějším odštěpením chránicí skupiny, vyznačující se tím, že se v karboxylové kyselině nebo v jejím reaktivním derivátu esterifikuje alespoň jedna karboxylová skupina beta-silylethylovou skupinou parciálního vzorce 1,

R¹

R² - Si - CH₂ - CH₂ - (I) v němž

R¹, R² a r3 znamenají nezávisle na sobě alkylový zbytek, cykloalkylový zbytek nebo arylový j zbytek, vždy nejvýše s 12 эtorny uhlíku, a jednotlivé zbytky mohou být vzájemně spojeny jednoduchou vazbou uhlík-uhlík, a tato beta-silylethylóvá skupina se odštěpí působením soli fluorovodíkové kyseliny.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že alkylovým zbytkem v parciálním vzorci I je alkylový zbytek s 1 až 5 atomy uhlíku.

12 3

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že symboly R , R a R v parciálním vzor-

1 2 ci I znamenají methylovou nebo fenylovou skupinu, nebo R a R znamenají každý butylovou skupinu a R^ znamená methylovou skupinu.

4. Žpůsob podle jednoho z bodů 1 až 3> vyznačující se tím, že příslušná karboxylová kyselina se odvozuje od derivátů steroidů, prostaglandinů nebo beta-laktamů.

5. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že příslušná karboxylová kyselina se odvozuje od peptidu nebo aminokyseliny nebo jejich derivátu.

6. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 5. vyznačující se tím, že se. esterifikace příslušné volné karboxylové kyseliny nebo jejího reaktivního derivátu provádí působením alkoholu vzorce I-OH,

R ₂ I

R - Si - CH_O - CH„ - OH (I-OH)

R^J v němž

1 2 3

R , R a R mají shora uvedený význam, > nebo působením jeho reaktivního derivátu.

♦

7. Způsob podle bodu 6, vyznačující se tím, že se na karboxylovou kyselinu ve volné formě působí alkoholem vzorce I-OH v přítomnosti substituovaného karbodiimidu, například • N,N^z-dicyklohexylkarbodiimidu.

8. Způsob podle bodu 6, vyznačující se tím, že se jako reaktivního derivátu používá . etheru alkoholu vzorce I-OH s popřípadě na atomu dusíku substituovanou isomočovinou, například s N,N*-dicyklohexylisomoČovinou.

9. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se к odštěpení chránicí skupiny nechá reagovat ester se solí fluorovodíkové kyseliny, která je disociovatelná na jednoduché fluoridové anionty.

10. Způsob podle bodu 9, vyznačující se tím, že se к reakci používá fluoridu kvartérní organické báze, například tetraalkylamoniumfluoridu nebo trialkylarylamoniumfluoridu, v němž alkylová, popřípadě arylové zbytky mohou být spojeny jednoduchou vazbou uhlík-uhlík.

11. Způsob podle bodu 10, vyznačující se tím, že se к reakci používá tetraethylamoniumfluoridu nebo tetrabutylamoniumfluoridu.

12. Způsob podle bodu 9, vyznačující se tím, že se к redukci používá fluoridu alkalického kovu.

13. Způsob podle bodu 12, vyznačující se tím, že se к reakci používá fluoridu sodného nebo fluoridu draselného v přítomnosti komplexotvorné látky, jako korunového etheru.

14. Způsob podle jednoho z bodů 9 až 13, vyznačující se tím, že se odštěpení chrániči skupiny provádí v aprotickém polárním rozpouštědle.