CZ304894B6

CZ304894B6 - Lipofilní analogy chráněných aminoalkylsubstituovaných glycinů a způsob jejich přípravy

Info

Publication number: CZ304894B6
Application number: CZ2012-978A
Authority: CZ
Inventors: Ladislav Drož; Miroslav Havránek; Vojtěch Balšánek
Original assignee: Apigenex S.R.O.
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2015-01-07
Also published as: CZ2012978A3

Abstract

Lipofilní analoga chráněných aminokyselin obecného vzorce I, kde R.sub.1.n. a R.sub.2 .n.nezávisle představují skupiny jako je H, alkyl o počtu uhlíkových atomů C.sub.3.n. až C.sub.40.n., a kde PG představuje Fmoc, Boc nebo Cbz chránicí skupinu, je možné připravit dvoustupňovou syntézou vycházející z chráněného N,O-ditrimethylsilyl derivátu II a příslušného mastného acylačního činidla III, kde LG je halogen nebo jiná aktivující skupina (reakce 1). Produktem této reakce je meziprodukt IV, který snadnou hydrolýzou v závislosti na podmínkách reakce přechází na látku I (reakce 2). Produkt I tak vzniká ve vysokém výtěžku a čistotě bez vzniku oligomerních a degradačních bočných produktů. Metoda je uplatnitelná pro syntézu látek v multi-kg množství pro farmaceutickou výrobu.

Description

Lipofilní analogy chráněných aminoalkylsubstituovaných glycinů a způsob jejich přípravy

Oblast techniky

Vynález se týká metody přípravy karbolipofdizovaných ortogonálně chráněných aminoalkylsubstituovaných glycinů jako základních stavebních bloků upotřebitelných při syntéze modifikovaných peptidů a glykopeptidů na pevné fázi nebo v roztoku, které jsou svým charakterem předurčeny po jejich zavedení ke vzniku kavit, micel a lypozomů.

Dosavadní stav techniky

Lipofilizované aminokyseliny zabudované do struktuiy biologicky aktivních látek jako jsou pep15 tidy, proteiny, glykopeptidy a řada dalších mohou významným způsobem ovlivnit jejich aktivitu a farmakologické chování v organizmu. Takové modifikace původní struktury zabudované aminokyseliny mohou snadno díky svému lipofilnímu charakteru například ovlivnit membránovou penetraci, změnit metabolické odbourávání, sorpci, kumulaci ve tkáních a orgánech, poločas stability v séru a řadu dalších významných fyzikálně chemických a farmakologických parametrů.

[1,2],

Několik strukturně blízkých představitelů této skupiny látek bylo připraveno v minulosti za podmínek Schoten-Baumanovy metodiky použitím ledově chladného roztoku Fmoc-Lys-OH a třech ekvivalentů roztoku uhličitanu sodného při teplotě z 0 °C do teploty okolí s příslušnými acylchlo25 ridy [2] nebo pentafluorfenylestery [3], Bohužel produkty takto připravené vznikají v relativně malém výtěžku s nutností použití sloupcové chromatografie, který je způsoben vznikem velkého množství těžce oddělitelných oligomerů a volných mastných kyselin vzniklých hydrolýzou. Toto provedení reakce, z důvodů již výše zmíněných, není použitelné pro přísun větších šarží těchto látek. Metodika, která je předmětem vynálezu pro karboacylované deriváty popisované v tomto vynálezu byla použita pro poprvé.

Literatura

Ledvina Miroslav a kol.: Patent WO 2009/115 782 A2 (17.3. 2008)

Grzegorz Bulaj a kol.: J. Med. Chem. 52, (2009) 1310

3 Anna M. Papini a kol.: J. Med. Chem. 44 (2001) 3504

Podstata vynálezu

Předmětem předkládaného vynálezu je metoda přípravy karbolipofilizovaných chráněných aminoalkylsubstituovaných glycinů dvoustupňovou metodikou, a to jak racemických, tak opticky čistých. Konkrétně se jedná o metodu přípravy a-(N^x-acylalkylamino)-N^o-chráněných glycinů obecného vzorce I:

kde R] a R₂ nezávisle představují skupiny jako je H, alkyl o počtu uhlíkových atomů C₃ až C₄₀, který je lineární nebo větvený, a nebo cyklický nebo polycyklický, přičemž R₃ představuje vodíkový atom, nebo sodík, draslík, lithium a cézium, kde PG označuje Fmoc (((9H-fluoren-9-yl)methoxyjkarbonyl), Boc (terc-butoxykarbonyl), Cbz (benzyloxykarbonyl), kde n nabývá hodnot od 0 do 12.

Tyto sloučeniny obecného vzorce I se připravují reakcí aktivovaného tri-chráněného prekurzoru obecného vzorce II;

('«), kde PG označuje Fmoc (((9//-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl), Boc (terc-butoxykarbonyl), Cbz (benzyloxykarbonyl), kde n nabývá, hodnot od 0 do 12 přímou karboacylací látkou obecného vzorce III;

R,

Ri

LG kde R] a R₂ nezávisle představují skupiny jako je H, alkyl o počtu uhlíkových atomů C₃ až C₄₀, který je lineární nebo větvený anebo cyklický nebo polycyklický, přičemž LG představuje chlór, bróm nebo jód nebo zbytek ze skupiny radikálů, které představují LG-*

za vzniku karboacyl-trichráněného prekurzoru obecného vzorce IV

(iv),

-2CZ 304894 B6 kde Ri a R₂ nezávisle představují skupiny jako je H, alkyl o počtu uhlíkových atomů C₃ až C₄₀, který je lineární nebo větvený, anebo cyklický nebo polycyklický, kde PG označuje Fmoc (((9Hfluoren-9-yl)methoxy)karbonyl), Boc (terc-butoxykarbonyl), Cbz (benzyloxykarbonyl), kde n nabývá hodnot od 0 do 12.

Přehledně je situace popsána ve schématu RXN1.

(RXN1)

Kdy dalším krokem syntézy je selektivní hydrolýza prekurzoru IV za vzniku kýženého produktu I podle schématu RXN2.

hydrolýza

-

(RXN2)

Reakce uvedená ve schématu RXN 1 dle tohoto vynálezu se provádí v širokém rozmezí teplot od -60 do 120 °C v jedno i dvoufázových systémech (kapalina-kapalina, kapalina-tuhá fáze) s výhodou v micelámím prostředí v aprotických rozpouštědlech odolávajících účinku látky II. Ve výhodném provedení v halogenovaných a polárních i nepolárních rozpouštědlech, kterými mohou být dichlormethan, chloroform, tetrachlormethan, dichlorethan, tetrachlorethylen, dioxan, tetrahydrofuran, acetonitril, aceton, ethylacetát, diethylether, terc-butylmethylether, 1,2-dimethoxyethan, dimethoxymethan, N,N—dimethylformamid, toluen, benzen, hexan, petroléther, pyridin, triethylamin ajejich směsí.

Vlastní acylační reakce dle tohoto vynálezu je skončena v rozmezí od 10 min do 48h v závislosti na chemismu (zvláště reaktivitě látky III) a provedení, koncentraci reaktantů, teplotě a makroskopickém uspořádání. Stechiometrický poměr látek II:III se pohybuje v rozmezí od 0,5 do 2.

Aktivované acyl deriváty III mohou být použity přímo, nebo generovány ve směsích před vlastní reakcí například pomoci dicyklohexylkarbondiimidu, Nal/acetonu a podobně.

Výtěžky N^x acylací se pohybují v zpravidla v rozsahu od 70 do 99 %. Metoda je využitelná pro přípravu jednotlivých enantiomerů L a D stejně tak i racemátů. Nedochází během ní ke zvratu konfigurace opticky aktivních center.

Ve výhodném provedení se reakce provádí tak, že reaktant II je předem bez izolace připraven v reakční směsi reakcí TMSC1 (trimethylsilylchloridu) za přítomnosti terciárního aminu jako jsou triethylamin, pyridin, pikoliny, collidin za laboratorní teploty nebo refluxování ve zvoleném rozpouštědle.

-3 CZ 304894 B6

Rozklad meziproduktu IV uvedený podle schématu RXN2 dle tohoto vynálezu se provádí buď po izolaci látky IV, nebo přímo v reakční směsi nebo zpracováním surového produktu po oddestilování rozpouštědla, a to působením protických činidel, jejichž výběr se řídí chemismem přítomné PG skupiny; jako vhodné reaktanty je možné použít vodu, alkoholy, organické a anorganické kyseliny nebo báze nebo jejich směsí s výhodou je možné využít působení methanolu, ethanolu, isopropanolu, n-propylalkoholu, octové kyseliny, citrónové kyseliny a roztoků kyselin halogenvodíkových a minerálních, roztoků pufrů a anorganických látek (K.HSO₄, hydrogen a dihydrogen fosforečnanů apod.).

Reakce se provádí v rozmezí teplot od -10 do 100 °C v jedno i dvoufázových systémech (kapalina-kapalina, kapalina-tuhá fáze).

Produkt I se izoluje filtrací nebo extrakcí a je možné ho dočistit použitím krystalizačních technik nebo chromatografie.

Rozklad meziproduktu IV uvedený podle schématu RXN2 je skončen v rozmezí od 10 min do 48 h v závislosti na chemismu provedení, koncentraci reaktantů, teplotě a makroskopickém uspořádání.

Výtěžky jsou zpravidla kvantitativní. Během reakce nedochází ke zvratu konfigurace opticky aktivních center. Produkt I je získán ve formě volné kyseliny nebo soli.

Uvedená metodika řeší všechny nedostatky metod dosud používaných.

Výhodou tohoto provedení jsou:

- vysoký výtěžek čistého produktu

- odstranění chromatografie

- aprotické provedení

- čištění je provedeno pomocí krystalizace

- odstranění vzniku oligomerů

- zamezení rozkladu reagujícího acylhalogenidu III

- snadná škálovatelnost do multi-kg produkce

Příklady uskutečnění vynálezu

Předmět vynálezu je doložen příklady provedení, aniž se tím jakkoli omezuje.

Příklad 1

2-((((977-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)amino)-5-(2-tetradecylhexadekanamido)pentanová kyselina i

-4CZ 304894 B6

Do 11 tříhrdlé baňky se předloží 0,1 mol Fmoc-Om-OH.HCl, který se rozpustí ve 250 ml absolutního dichlormethanu. K získanému roztoku se přikape 26 ml (0,2 mol) TMSC1 (trimethylsilylchloridu). Získaná směs se zahřívá, pod zpětným chladičem k varu po dobu 3 h. Po ochlazení se opatrně z dělicí nálevky přikape 42 ml (0,3 mol) bezvodého triethylaminu, a to takovou rychlostí, aby nedošlo k přehřátí. Roztok je dále 1 h refluxován. K získané směsi je přikapán dichlormethanový roztok 0,095 mol 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu a 14 ml (0,1 mol) triethylaminu. Směs se potom míchá při 40 °C (teplota olejové lázně) přes noc. Po ochlazení se roztok zahustí na vakuové rotační odparce při 30 °C. Zbytek se rozpustí ve směsi AcOEt a chloroform a 3x extrahuje 10% roztokem octové kyseliny. Organická fáze se propere následně vodou do vymytí zbytků octové kyseliny. Organická fáze se vysuší bezvodým síranem sodným a filtruje přes fritu S3. Rozpouštědlo se odpaří za sníženého tlaku a produkt se rekrystalizuje ze směsi hexan/aceton/DMF. Získá se 72,6 g bílého krystalického prášku (92 %).

Příklad 2

2-((((9//-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)amino)-6-(2-tetradecylhexadekanamido)hexanová kyselina ii

Látka ii se připraví analogicky dle příkladu 1 stím rozdílem, že se vychází zFmoc-LysOH.HC1. Produkt se získá ve formě mikrokrystalického bílého prášku ve výtěžku 90 %. Spektroskopická a MS analýza potvrdily strukturu produktu.

Příklad 3

2-(((benzyloxy)karbonyl)amino)-6-(2-tetradecylhexadekanamido)hexanová kyselina iii

Do 11 tříhrdlé baňky se předloží 0,1 mol Cbz-Lys-OH se rozpustí ve 250 ml absolutního dichlormethanu. K získanému roztoku se přikape 26 ml (0,2 mol) TMSC1 (trimethylsilylchloridu). Získaná směs se zahřívá, pod zpětným chladičem k varu po dobu 3 h. Po ochlazení se opatrně z dělicí nálevky přikape 28 ml (0,2 mol) bezvodého triethylaminu, a to takovou rychlostí, aby nedošlo k přehřátí. Roztok je dále 1 h refluxován. K získané směsi je přikapán dichlormethanový roztok 0,095 mol 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu a 14 ml (0,1 mol) triethylaminu. Směs se potom míchá při 40 °C (teplota olejové lázně) přes noc. Po ochlazení se roztok zahustí na vakuové rotační odparce při 30 °C. Zbytek se rozpustí ve směsi AcOEt a chloroform a 3x extrahuje 10% roztokem octové kyseliny. Organická fáze se propere následně vodou do vymytí zbytků octové kyseliny.

-5CZ 304894 B6

Organická fáze se vysuší bezvodým síranem sodným a filtruje přes fritu S3. Rozpouštědlo se odpaří za sníženého tlaku a produkt se rekrystalizuje ze směsi hexan/aceton/DMF. Získá se 62,9 g bílého krystalického prášku (89 %).

Příklad 4

2-((tert-butoxykarbonyl)amino)-6-(2-tetradecylhexadekanamido)hexanová kyselina iv

Látka iv se připraví analogicky dle příkladu 3 s tím rozdílem, že se vychází z Boc-Lys-OH. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 92 %. Spektroskopická a MS analýza potvrdily strukturu produktu. Produkt byl krystalizován z acetonu.

Příklad 5 (S)-2-(((9H-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)amino)-6-stearamidohexanová kyselina v(L)

Látka v(L) se připraví analogicky dle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vychází z Fmoc-LysOH.HC1 a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije chlorid kyseliny stearové. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 83 %. Spektroskopická a MS analýza potvrdily strukturu produktu.

Příklad 6

2-((((9H-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)amino)-6-palmitamidohexanová kyselina vi

Látka vi se připraví analogicky dle příkladu 1 stím rozdílem, že se vychází zFmoc-LysOH.HC1 a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije chlorid kyseliny palmitové. Pro-6CZ 304894 B6 dukt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 90 %. Spektroskopická a MS analýza potvrdily strukturu produktu.

Příklad 7 (7?)-2-((((9H-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)amino)-6-tetradekanamidohexanová kyselina vii

Látka vii se připraví analogicky dle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vychází z Fmoc-D-LysOH.HC1 a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije chlorid kyseliny myristové. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 87 %. Spektroskopická 'H NMR a MS analýza potvrdily strukturu produktu.

Příklad 8 (R)-2-((((9H-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)amino)-6-stearamidohexanová kyselina v(D)

Látka v(D) se připraví analogicky dle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vychází z Fmoc-D-LysOH.HC1 a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije chlorid kyseliny stearové. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 80 %. Spektroskopická a MS analýza potvrdily strukturu produktu.

Příklad 9 (S)-2-((((9H-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)amino)-3-stearamidopropanoá kyselina ix

Látka v se připraví analogicky dle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vychází z Fmoc-L-DapOH.HC1 a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije chlorid kyseliny stearové. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 94 %. Spektroskopická MS analýza potvrdily strukturu produktu.

-7CZ 304894 B6

Příklad 10 (S)-2-((((9H-fluoren-9-yl)inethoxy)karbonyl)amino)-3-(2-oktadecylikosanamido)-propanová kyselina x

Látka x se připraví analogicky dle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vychází z Fmoc-L-DapOH.HC1 a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije bromid kyseliny 2-oktadecylikosanové. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 84 %. Spektroskopická a MS analýza potvrdily strukturu produktu.

Příklad 11 (S)-2-(((benzyloxy)karbonyl)amino)-4-(3-(4-dodecylcyclohexyl)propanamido)butanová kyselina xi

Látka xi se připraví analogicky dle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vychází z hydrochloridu (Sý4-amino-2-(((benzyloxy)karbonyl)amino)butanové kyseliny a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije jodid kyseliny 3-(4-dodecylcyclohexyl)-propanové. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku 84 %. Spektroskopická a MS analýza potvrdily strukturu produktu.

Příklad 12

Česná sůl kyseliny 2-((terc-butoxykarbonyl)amino)-5-(2-heptylnonanamido)pentanové xii

O 'yOCs HN^O

Do lOOml tříhrdlé baňky se předloží 0,01 mol Fmoc-Om-OH.HCl se rozpustí ve 30 ml absolutního benzenu. K získanému roztoku se přikape 2,6 ml (0,02 mol) TMSC1 (trimethylsilylchloridu). Získaná směs se zahřívá, pod zpětným chladičem k varu po dobu 3 h. Po ochlazení se opatrně z dělicí nálevky přikape 4,2 ml (0,03 mol) bezvodého triethylaminu, a to takovou rychlostí, aby nedošlo k přehřátí. Roztok je dále 30 min refluxován. K získané směsi je přikapán dichlormetha-8CZ 304894 B6 nový roztok 0,01 mol 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu a 1,4 ml (0,01 mol) triethylaminu. Směs se potom míchá při 40 °C (teplota olejové lázně) přes noc. Po ochlazení se roztok zahustí na vakuové rotační odparce při 35 °C. Zbytek se rozpustí ve směsi AcOEt a chloroform a 3x extrahuje 20% roztokem hydroxidu česného. Organická fáze se propere následně vodou do vymytí zbytků CsOH. Organická fáze se vysuší bezvodým síranem sodným a filtruje přes fritu S3. Rozpouštědlo se odpaří za sníženého tlaku a produkt se rekrystalizuje ze směsi hexan/aceton/DMF. Produkt xii se získá ve formě česné soli v 83 % výtěžku.

Příklad 13 (S)-2-((((9H-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl)ammo)-6-stearamidohexanová kyselina (v(F))

Látku v(L) je možné analogicky připravit dle příkladu 1 s tím rozdílem, že se vychází z FmocLys-OH.HCl a místo 2-tetradecylhexadekanoyl chloridu se použije příslušný aktivovaný derivát kyseliny stearové. Produkt se získá ve formě bílého prášku ve výtěžku uvedeném v přehledu níže. Spektroskopická ’HNMR a ¹³C NMR a MS analýza potvrdily strukturu produktu. Produkt se získá, ve formě bílého prášku ve výtěžku viz tabulka:

aktivní acylderivát_% výtěžku

2,5-dioxopyrrolidin-l-yl stearát 88 stearoyljodid 92 stearoylanhydrid 90 l//-benzo[d][l,2,3]triazol-l-yl stearát 95 perfluorophenyl stearát 83

Průmyslová využitelnost

Uvedenou metodologii přípravy použít pro syntézu látek v laboratorním i průmyslovém měřítku. Látky připravené podle vynálezu lze použít v základním výzkumu, ve farmaceutickém průmyslu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob přípravy karboacylovaných chráněných aminoalkylsubstituovaných glycinů obecného vzorce I:

(I), kde Ri a R₂ nezávisle představují skupiny jako je H, alkyl o počtu uhlíkových atomů C₃ až C₄₀, který je lineární nebo větvený anebo cyklický nebo polycyklický, přičemž R₃ představuje vodíkový atom, nebo sodík, draslík, lithium a cézium, kde PG označuje ((9//-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl, terc-butoxykarbonyl, benzyloxykarbonyl, kde n nabývá hodnot od 0 do 12; dvoustupňovou syntézou, vyznačující se tím, že sloučeniny obecného vzorce I se připravují v prvním kroku reakcí aktivovaného tri-chráněného prekurzorů obecného vzorce II

(), kde PG označuje ((9//-fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl, terc-butoxykarbonyl, benzyloxykarbonyl, kde n nabývá hodnot od 0 do 12 přímou karboacylací látkou obecného vzorce III;

O (Hl), kde Ri a R₂ nezávisle představují skupiny jako je H, alkyl o počtu uhlíkových atomů C3 až C40, který je lineární nebo větvený anebo cyklický nebo polycyklický, přičemž LG představuje chlór, bróm nebo jód, nebo zbytek ze skupiny radikálů, které představují LG-*

-10CZ 304894 B6 za vzniku prekurzoru obecného vzorce IV (iv), kde Rj a R₂ nezávisle představují skupiny jako je H, alkyl o počtu uhlíkových atomů C3 až C40, který je lineární nebo větvený anebo cyklický nebo polycyklický, kde PG označuje ((977fluoren-9-yl)methoxy)karbonyl, terc-butoxykarbonyl, benzyloxykarbonyl, kde n nabývá hodnot od 0 do 12; kdy ve druhém kroku syntézy se látka IV podrobí selektivnímu rozkladu za vzniku produktu I.
2. Způsob přípravy podle nároku lse vyznačuje tím, že se reakce v prvním kroku provede při stechiometrickém poměru II:III od 0,5 do 2 při teplotách od -60 do 120 °C v rozmezí od 10 min do 48 h.
3. Způsob přípravy podle nároku lse vyznačuje tím, že se reakce v prvním kroku provede v aprotických rozpouštědlech, ve výhodném provedení v halogenovaných a polárních i nepolárních rozpouštědlech, kterými mohou být dichlormethan, chloroform, tetrachlormethan, dichlorethan, tetrachloroethylen, dioxan, tetrahydrofuran, acetonitril, aceton, ethylacetát, diethylethér, terc-butylmethylethér, 1,2-dimethoxyethan, dimethoxymethan, VV-dimethylfonnamid, toluen, benzen, hexan, petroléther, pyridin, triethylamin ajejieh směsí.
4. Způsob podle nároku lse vyznačuje tím, že se reakce v prvním kroku provádí v rozmezí teplot od -10 do 100 °C v jedno i dvoufázových systémech.
5. Způsob podle nároku lse vyznačuje tím, že se v druhém kroku reakce rozklad meziproduktu IV provede buď po izolaci látky IV, nebo přímo v reakční směsi nebo zpracováním surového produktu po oddestilování rozpouštědla.
6. Způsob podle nároku lse vyznačuje tím, že se v druhém kroku rozklad meziproduktu IV provede působením protických činidel jako je voda, alkoholy, organické a anorganické kyseliny nebo báze nebo jejich směsí s výhodou je možné využít působení vody, methanolu, ethanolu, isopropanolu, n-propylalkoholu, octové kyseliny, citrónové kyseliny a roztoků kyselin halogenvodíkových, minerálních a kyselých a bazických roztoků anorganických látek.
7. Způsob podle nároku lse vyznačuje tím, že produkt I se izoluje ve vysoké čistotě, kdy pro zvýšení jeho čistoty se použije krystalizace nebo chromatografie.