DE1493658C - Verfahren zur Herstellung von Hydroxy aminosauretert butylathern und ihren N Carbonbenzoxyverbindungen - Google Patents

Description

B e i s ρ i e 1 1

Die Synthese von Peptide«ι der Hydroxyamino- a) N-Carbobenzoxy-threonin sauren wurde bisher in vielen Fallen mit ungeschützter 20

Hydroxylfunktion durchgeführt. Zum Schutz der 238,2 g Threonin werden in 1000 ml 2n-Natror

OH-Gruppe eingeführte Acetyl-, Benzoyl-, Tosyl- lauge gelöst und bei 0 bis 3⁰C mit 1500 ml 2n-N£

und Carbobenzoxyreste verursachten unter den Be- triumcarbonatlösung und 340 g Carbobenzoxychlori

dingungen der Peptid-Synthese Nebenreaktionen, wie portionsweise umgesetzt. Die alkalische Lösung wir

z. B. Oxazolin-Ringschlüsse (Serin, Threonin), Nitro- 25 mit Äther ausgeschüttelt und dann mit 6n-Salzsäur

sierung (Azidmethode bei Tyrosin) partielle Racemi- bis zum kongoroten Umschlag angesäuert. Das au;

sierung durch Säure-Basenkatalyse (Serin, Threonin) gefallene Öl extrahiert man dreimal mit Essigeste

und Ν,Ο-Acylwanderungen. Diese Schwierigkeiten Zuletzt wird die wäßrige Phase mit Kochsalz gesättü

konnten durch Verwendung der O-Tetrahydropyranyl- und mit Essigester ausgeschüttelt. Die Essigeste:

oder der O-Benzyläther der Hydroxyaminosäuren 30 phasen werden vereinigt und mit Wasser und Kocl

umgangen werden, wobei sich letztere am besten salzlösung gewaschen, schließlich getrocknet und i:

bewährten. Jedoch konnten O-Benzyläther nur vom Vakuum eingeengt. Nach Umkristallisieren aus Essi

Tyrosin und vom Serin dargestellt werden, letzterer ester/Petroläther schmilzt das Produkt bei 98,5 b

nur durch Totalsynthese, ausgehend von Acrylnitril 99,5°C; Ausbeute 480 g (95% der Theorie), und anschließender Racematspaltung. Eine direkte 35

O-Benzylierung von Serin, Threonin und Hydroxy- b) N-Carbobenzoxy-threonin-p-nitrobenzylester pyrolin blieb bislang erfolglos.

Im Hinblick auf die Anforderungen der Peptid- Man löst 50,6 g N-Carbobenzoxy-threonin ur

Naturstoffsynthese, bei der neuerdings für die Mas- 42 ml Triäthylamin in 200 ml Essigester, fü

kierung der Amino- und Carboxylgruppe die selektiv 40 64,8 g p-Nitrobenzylbromid hinzu und erhitzt 8 b

und unter schonenden Bedingungen spaltbaren tert.- 9 Stunden auf 80° C. Nach Abkühlung wird vo

Butoxycarbonyl- und tert.-Butylestergruppen heran- Aminhydrobromid abgesaugt und mit Essigest

gezogen werden (HeIv. Chim. Acta, 45, S. 2473 [1962]), gewaschen. Die vereinigten Essigesterphasen werd

schien es zweckmäßig, auch die Hydroxylfunktion mit 2n-Salzsäure, 10%iger Natriumbicarbonatlösu:

durch die unter analogen Bedingungen selektiv spalt- 45 und schließlich mit Kochsalzlösung bis zur Neutralit

bare tert.-Butyläthergruppierung zu schützen. Ein gewaschen. Nach dem Trocknen wird eingeengt,

erster Schritt wurde mit der Darstellung und dem wenig Essigester gelöst und bis zur Trübung η

Einsatz von Hydroxyaminosäure-tert.-butyläther-tert.- . Petroläther versetzt. Das ausfallende Produkt wi

butylestern getan (Recueil Trav. Chim., 81, S. 1 [1962], mit Essigester/Petroläther gewaschen. Schmelzpunl·

und H. Am. Soc, 85, S. 201 [1963]). 50 111,5 bis 112,5°C, Ausbeute: 75,4 g (97% der The

Diese Derivate der Hydroxyaminosäuren eignen rie). Zur Bestimmung der optischen Reinheit die;

sich aber wegen der blockierten Carboxylgruppe bei Verbindung wurden die Schutzgruppen durch F

der Peptid-Synthese nur für den Einsatz als end- drierung mit HJPd abgespalten. Dabei entsta

ständige Komponente. Gegenstand der vorliegenden optisch reines L-Threonin: [<x]f : — 27,96 ± 0,:

Anmeldung ist ein Verfahren zur Herstellung der 55 [<x]%2₆ : —33,67 ± 0,5° (c = 2,0; Wasser). Ausgam

freien Hydroxyaminosäure-tert.-butyläther als Aus- material: [«]o° : —27,85 ± 0,5°; [Ot]IS₆ ' —33.

gangsmaterial für die Synthese von Peptiden aus (c — a; Wasser). Hydroxyaminosäuren.

Es wurde gefunden, daß man die gewünschten _c) N-Carbobenzoxy-threonin-tert.butyläther-

Hydroxyaminosäure - tert. - butyläther sowie ihre 60 p-nitrobenzylester Ν-Λ-Carbobenzoxyverbindungen erhält, indem man

die N-'x-Carbobenzoxyhydroxyaminosäuren mit p-Ni- 4OgN- Carbobenzoxy - threonin - ρ - nitrobenz

trobenzylbromid und Triäthylamin verestert, hierauf ester werden in einem dickwandigen Rundkolben

mit Isobuten in Anwesenheit von Katalysatoren, 400 ml Methylenchlorid gelöst und auf 0° C gekü!

vorzugsweise konzentrierter Schwefelsäure, umsetzt 65 Nun setzt man 360 ml Isobuten und 5 ml konz

und schließlich durch katalytische Reduktion sowohl trierte Schwefelsäure langsam zu. Der Kolben w

den Carbobenzoxyrest wie den p-Nitrobenzylrest luftdicht verschlossen und 4 Tage bei Raumtem

abspaltet. Durch Behandeln mit Alkali ist es auch ratur aufbewahrt. Dann wird er auf 5°C gekü

und vorsichtig geöffnet. Die Lösung schüttelt man anschließend dreimal mit eiskalter 5%iger Natriumcarbonatlösung. Die vereinigten Natriumcarbonatlösungen werden zweimal mit Methylenchlorid und die Methylenchloridphasen zweimal mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen wird bei 35°C Wasserbadtemperatur im Vakuum eingeengt. Es verbleibt ein hellgelbes kristallines Produkt, welches in wenig Essigester gelöst und so lange mit Petroläther versetzt wird, bis sich ein dunkelbraunes Öl abgeschieden hat. Es wird abgetrennt und die Lösung vorsichtig mit weiteren Mengen Petroläther versetzt, wonach (rasch durch Animpfen) feine weiße Kristalle ausfallen, die in Essigester und Äther leicht löslich, in Petroläther unlöslich sind. Ausbeute 37 g (81% der Theorie); Schmelzpunkt 55 bis 56,5⁰C.

•d) Threonin-tert.butyläther

29 g N - Carbobenzoxy - ρ - nitrobenzyl - threonintert.butyläther werden in wäßrigem Methanol gelöst und in Gegenwart von 4,5 ml Essigsäure mit Pd-Katalysator hydriert. Nach Verdampfen des Lösungsmittels im Vakuum kristallisiert der Rückstand. Er wird zur Beseitigung von p-Toluidin mit Äthanol verrieben und aus Methanol/ Aceton umgefällt; Schmelzpunkt 259 bis 260⁰C (Z). Ausbeute 9,7 g (85% der Theorie).

e) N-Carbobenzoxy-threonin-tert.butyläther-Dicyclohexylaminsalz

Eine Lösung von 9,4 g N-Carbobenzoxy-threonintert.butyläther-p-nitrobenzylester in Dioxan-Wasser wird mit 10,6 ml 2n-NaOH unter Zusatz von Phenolphthalein als Indikator durch 2stündiges Rühren verseift. Die mit In-HCl auf pH 7 gestellte Lösung wird am Rotationsverdampfer im Vakuum weitgehend vom Dioxan befreit, das ausgeschiedene öl wieder mit Wasser in Lösung gebracht. Diese wird mit Äther überschichtet und mit Zitronensäure angesäuert. Aus der abgetrennten, gewaschenen und getrockneten ätherischen Phase wird N-Carbobenzoxy-threonin-tert.butyläther mit Kaliumbicarbonatlösung erschöpfend extrahiert, die vereinigten KHCO₃-Lösungen erneut mit Zitronensäure angesäuert und das abgeschiedene Öl in Äther aufgenommen. Nach Waschen, Trocknen und Eindampfen im Vakuum hinterbleibt ein weißer kristalliner Rückstand, der in Äther-Petroläther gelöst und mit 3,84 g Dicyclohexylamin in das entsprechende Salz übergeführt wurde. Umkristallisieren aus Äthanol/Äther/Petroläther ergibt farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 146 bis 147°C. Ausbeute 8,3 g (80% der Theorie).

Beispiel 2
a) N-Carbobenzoxy-serin

Die Verbindung wurde nach der Vorschrift von St. Gu tt mann, R. A. Boissonas, HeIv. chim. Acta, 41, 1852 (1958), synthesiert.

b) N-Carbobenzoxy-serin-p-nitrobenzylester

Man erhält die Verbindung, wie unter 1 b) beschrieben, aus 47,8 g N-Carbobenzoxy-serin, 42 ml Triäthylamin, 64,8 g p-Nitrobenzylbromid und 300 ml Essigester. Sie bildet aus Essigester/Petroläther farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 115,5 bis 116,5°C. Ausbeute 73,3 g (98 % der Theorie).

Zur Bestimmung der optischen Reinheit wurde S die Verbindung hydriert. Dabei entstand optisch reines L-Serin: [*]% : +14,63±0,5°; [«]*» : + 17,69 4-0,5° (c = 2; ln-Salzsäure). Ausgangsmaterial: [«]? : ±14,64 ±0,5°; [*],» : + 17,69 ± 0,5° (c = 2; ln-Salzsäure).

c) N-Carbobenzoxy-serin-tert.butyläther-p-nitrobenzyl-ester

Man erhält die Verbindung, wie unter 1 c) beschrieben, aus 40 g N-Carbobenzoxy-serin-p-nitrobenzylester, 360 ml Isobuten, 400 ml Methylenchlorid und 5 ml konz. H₂SO₄. Sie bildet aus Essigester/Petroläther farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 68 bis 70,5°C. Ausbeute 41 g (89,5% der Theorie). 20

d) Serin-tert.butyläther · V₄ H₂O

■ Die Verbindung entsteht, wie unter 1 d) beschrieben, durch Hydrieren von 20 g N-Carbobenzoxyp-nitrobenzyl-serin-tert.butyläther. Sie wurde aus Methanol/ Aceton umgefällt und bei 50⁰C im Vakuum über P₂O₅ getrocknet. Schmelzpunkt 250° C (Z). Ausbeute 6,9 g (90% der Theorie).

e) N-Carbobenzoxy-serin-tert.butyläther-Dicyclohexylaminsalz

Die Verbindung entsteht, wie unter 1 e) beschrieben,

aus 19 g N-Carbobenzoxy-p-nitrobenzyl-serin-tert.-

butyläther und 22 ml 2n-NaOH. Aus Äthanol erhält man farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 149 bis 15O⁰C. Ausbeute 17,9 g (85% der Theorie).

Beispiel 3 a) N-Carbobenzoxy-tyrosin-äthylester

Zu einer Lösung von 131 g Tyrosinäthylester in 640 ml CHCI3 gibt man unter Kühlung und Rühren 48,7 ml Carbobenzoxychlorid. Anschließend versetzt man mit 202 g Na₂CO₃-IOH₂O (0,706 Mol) in 385 ml Wasser und zuletzt abermals mit 48,7 ml Carbobenzoxychlorid. Das ausgefallene Produkt wird abgesaugt, mit Wasser neutral gewaschen, getrocknet und aus Essigester/Petroläther umkristallisiert. Aus der Chloroformlösung gewinnt man eine zweite Fraktion. Die Ausbeute beträgt 205,7 g (95,7% der Theorie) vom Schmelzpunkt 88 bis 91° C.

b) N-Carbobenzoxy-tyrosin

80 g N-Carbobenzoxy-tyrosin-äthylester in Dioxan-Wasser werden mit 233 ml 2n-NaOH 2 Stunden verseift (Indikator Phenolphthalein). Mit In-HCl wird auf pH 8 gestellt, am Rotationsverdampfer bei 3O⁰C das Dioxan abgedampft, mit Wasser verdünnt und bei ±5°C mit 5nrH₂SO₄ unter Rühren angesäuert. Das ausfallende farblose Öl kristallisiert beim Abkühlen und Animpfen völlig. Das Kristallisat wird abgesaugt, in KHCO₃-Lösung gelöst und mit 5n-H₂SO₄ wieder ausgefällt. Nach Trocknen über P₂O₅ schmilzt das Produkt bei 92 bis 95¹C (Lit.: 101°C). Die Ausbeute beträgt 67g (91,2% der Theorie).

c) N-Carbobenzoxy-tyrosih-p-nitrobenzylester

Die Herstellung erfolgt, wie unter 1 b) beschrieben, durch Umsetzung von 62 g N-Carbobenzoxy-tyrosin mit 64,8 g p-Nitrobenzylbromid in 42 ml Triethylamin und 300 ml Essigester. Nach 8stündiger Reaktion wird die Lösung mit Methylenchlorid verdünnt. Nach Aufarbeitung kristallisiert man aus Essigester/ Benzol/Petroläther um. Man erhält Nadeln vom Schmelzpunkt 117 bis 119°C in einer Ausbeute von 84 g(95°/₀ der Theorie).

Zur Bestimmung der optischen Reinheit wurde das Produkt hydriert. Dabei entstand optisch reines L-Tyrosin [«]?? : -10,70 ± 0,5°; [<x]g₆ : -12,25 ±0,5° (c = 2; in Salzsäure). Ausgangsmaterial: [α]? : -10,3 ± 0,5° (in In-HCl).

d) N-Carbobenzoxy-tyrosin-tert.butylätherp-nitrobenzylester

Man erhält das Produkt,, wie unter 1 c) beschrieben, durch Umsetzung von 20 g N-Carbobenzoxy-tyrosinp-nitrobenzylester mit 200 ml Isobuten in 120 ml Methylenchlorid und 1,5 ml konz. H₂SO₄. Aus Essigester/Benzol/Petroläther erhält man farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 73,5 bis 74,5° C in einer Ausbeute von 17,9 g (80% der Theorie).

e) Tyrosin-tert.butyläther · ¹J₁ H₂O

Die Verbindung entsteht, wie unter 1 d) beschrieben, durch Hydrieren von 20 g N-Carbobenzoxy-tyrosintert.butyläther-p-nitrobenzylester. Aus Wasser/Methanol erhält man Blättchen vom Schmelzpunkt 248 bis 249,5⁰C (Z), in einer Ausbeute von 8,3 g (87% der Theorie).

f) N-Carbobenzoxy-tyrosin-tert.butyläther-

Dicyclohexylaminsalz

Die Verbindung wird, wie unter Ie) beschrieben, durch Verseifen von 22,5 g N-Carbobenzoxy-tyrosintert.butyläther-p-nitrobenzylester mit 9 ml 2n-HaOH hergestellt. Aus Äthanol erhält man farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 160 bis 161,5° C in einer Ausbeute von 22,8 g (92 % der Theorie).

Claims (1)

1 2

möglich, nur den Esterrest abzuspalten unter Erhai

Patentanspruch: tung des N-a-Carbobenzoxyrestes.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bleibt di

Verfahren zur Herstellung von Hydroxyamino- O-Butyläthergruppe während des gesamten Ablauf

säure-tert.butyläthern und ihren N-a-Carbobenz- 5 der Peptidsynthese erhalten und wird erst in eine

oxyverbindungen, dadurchgekennzeich- ' der letzten Stufen gleichzeitig mit den Schutzgruppe;

net, daß man N-a-Carbobenzoxyhydroxyamino- anderer Seitenkettenfunktionen abgespalten. Ein be

säuren mit p-Nitrobenzylbromid verestert, das sonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin, da;

Produkt mit Isobuten in Anwesenheit von Kata- sämtliche Zwischenprodukte in gut kristallisierende

lysatoren umsetzt und durch katalytische Reduk- io Form und hoher Reinheit isoliert werden könner

tion den Carbobenzoxyrest und den p-Nitro- Die Erhaltung der optischen Reinheit ist durch di

benzylrest oder hydrolytisch nur den p-Nitro- Überführung in optisch reines Ausgangsmaterir.

benzylrest abspaltet. gesichert. Darin liegt ein erheblicher Fortschrir

gegenüber den bisher bekannten Methoden, die ζ i5 einer mehr oder weniger starken Racemisierung de Aminosäuren führen.