DE1518058A1 - Verfahren zur Synthese von Verbindungen mit Amidbindungen - Google Patents

Verfahren zur Synthese von Verbindungen mit Amidbindungen

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DE1518058A1 DE19641518058 DE1518058A DE1518058A1 DE 1518058 A1 DE1518058 A1 DE 1518058A1 DE 19641518058 DE19641518058 DE 19641518058 DE 1518058 A DE1518058 A DE 1518058A DE 1518058 A1 DE1518058 A1 DE 1518058A1
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Description

betreffend
"Verfahren zur Synthese von Verbindungen mit Amidve#bindungen". '
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ver- ' Όindungen mit einer Amidbindung, entsprechend der allgemeinen Reaktionsgleichung» Q 0
R' -C-XR+HN = P * R1 -C-N = P,
worin X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom,
R ein Kohlenwasserstoff- oder substituierter Kohlenwasserstoffrest,
R! ein Carbonsäurerest und
P ein Wasserstoffatom, ein Hydrazin- oder ein Aminrest ist, (
wobei die Reaktion unter der \Virkung eines Katalysators erfolgt.
Die Herstellung von Verbindungen mit einer Amidbindung ist von großer Bedeutung für sehr viele Gebiete der Chemie.
In erster Linie wird die Reaktion car Herstellung von Peptiden und Proteinen, insbesondere von Proteinhormoiion, z. B. Oxytocin, adreno— corticotropem Hormon, Peptiden mit ACTH-Aktivität, Vasopressin und ähn-
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- 2 lichen durchgeführt.
Die Synthese von Peptiden und Proteinen kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Ein mögliches Verfahren besteht darin, daß man zwei Aminosäuren oder zwei niedere Peptide zur Reaktion bringt, wobei in dem einen Reaktionspartner die Aminogruppe und in dem anderen Reaktionspartner die Carboxylgruppe blockiert ist. Hierauf wird die freie Carboxylgruppe mit der freien Aminogruppe zur Reaktion gebracht, wobei man, ausgehend von zwei Aminosäuren, ein Dipeptid und, ausgehend von zwei niederen Peptiden ein Polypeptid erhält.
Ein anderes bekanntes Verfahren zur Synthese von Verbindungen mit einer Amidbindung besteht in der Kondensation einer veresterten Carbonsäure mit einem Amin. Das bedeutet für die Herstellung eines Peptide die Kondensation von Aminosäuren oder niederen Peptiden, worin die Aminogruppe des einen Reaktionspartners vorübergehend mit einer geeigneten Gruppe, z. B. mit einer Benzyloxycarbonylgruppe, geschützt und der Carboxylrest des anderen Reaktionspartners in ein funktionelles Derivat desselben umgewandelt iste Dieses Verfahren hat große Mgngel, da die geringe Reaktionsfähigkeit der Ester hohe Reaktionstemperaturen erfordert, bei welchen die Reaktionspartner Zersetzungen erleiden können, da insbesonde~ re Aminosäuren und Peptide sehr wärmeempfindlich sind und sich ferner sogar bei mäßigen !Temperaturen razemisieren können©
Ein Verj/fahren zur Herstellung von Amiden ist nicht nur 909830/1369 *~~
zur Herstellung von Peptiden und Proteinen wichtig, sondern auch zur Herstellung von Säureamiden und Säurehydraziden, die als Zwischenprodukte zur Synthese anderer Verbindungen, als lösungsmittel und als biologische Wirkstoffe wichtig sind.
Ein anderes Gebiet, auf welchem das Verfahren praktische Bedeutung besitzt, ist die Herstellung von Polyamiden·
Polyamide werden hergestellt, indem man Polycarbonsäuren, ζ» B. eine Dicarbonsäure, mit einem Polyamin, z. B0 einem Diamin zur Reaktion bringt und so Kondensationen zwischen den verschiedenen Carboxyl- und Aminogruppen unter Bildung von Peptidbindungen, gewöhnlioh durch langes Erwärmen der Reaktionspartner in einem inerten Gas, meist Stickstoff, herstellt. Vorzugsweise wird die Reaktion in Gegenwart eines sauren Katalysators, Zo B. p-Toluolsulfonsäure, durchgeführt.
durch
Polyamide können auoh/gegenseitige Kuppelung von Aminosäuren, Ze Bo von ^-Aminosäuren oder anderen, z. B, ß- oder £. -Aminosäuren hergestellt werden· Diese Reaktion ist daher analog der bei der Herstellung niederer Peptide und Polypeptide angewendeten.
Es wurde jetzt ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von Verbindungen mit Amidbindungen gefunden,
Kach dem neuen erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Ester einer Carbonsäure oder !Dhioloarbonsäure mit einer Amino«
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verbindung mit einem Wasserstoffatom in der Aminogruppe in Gegenwart eines bifunktionellen Katalysators, der eine basische und eine saure Gruppe enthält, zur Umsetzung gebracht«
Genauer betrifft die Erfindung die Herstellung von Säureamiden nach folgender allgemeiner Gleichung:
0 0
R» - C - XR + HF ^V)-MS ■» Ri - C - F = P
(I) (II) (III) ,
X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom,
R ein Kohlenwasserstoff- oder ein substituierter Kohlenwasserstoffrest und
BAH der bifunktionelle Katalysator mit der sauren oder elektrophilen Gruppe AH und der basischen oder nucleophilen Gruppe B ist·
Es wird nachstehender Reaktionsmechanismus angenommen:
o e© ^ o
R'-O-XR+ :B-AH ? R'-C.X R'-C-F+RXH+ :Β·>ΑΗ
• ·
Bw^ AH
Eine andere Möglichkeit ist ein synchroner Mechanismus (concerted displacement) durch allgemeine Basen-, allgemeine Säurenkatalyse »
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Diese angenommenen Mechanismen stimmen mit der experimentell festgestellten Tatsache überein, daß die Stellung der beiden funktionellen Gruppen in dem Katalysator eine solche sein muß, daß die Bildung eines cyclischen Übergangszustandes, der einen synchronen Mechanismus zuläßt, möglich ist.
Der Fachmann erkennt, daß diesen sterischen Erfordernissen dann entsprochen wird, wenn die beiden funktionellen Gruppen durch die Gegenwart gewisser^ Gruppen im Katalysatormolekül nicht so stark sterisch behindert werden, daß die Bildung eines cyclischen Übergangszustandes unmöglich wird»
Die oben erwähnten Katalysatoren ermöglichen die gleichzeitige Trennung und Bildung von Bindungen, einen sogenannten Synchronen (concerted) Mechanismus. Daß dieser synchrone Mechanismus von entscheidender Bedeutung ist, geht daraus hervor, daß die Reaktion nach der Erfindung nicht oder nur schwach durch eine Verbindung mit nur einer funktionellen Gruppe oder nur in geringem Maße durch eine Verbindung katalysiert wird, die zwar beide funktionellen Gruppen enthält, jedoch nicht den sterischen Erfordernissen des postulierten Übergangszustandes entspricht· Zu den zuletzt genannten Verbindungen gehört z. B. Imidazol und als Beispiele für die zuerst genannten Verbindungen können Pyridin, Phenol, Triäthylamin, Chinolin oder Pyrrol angeführt werdene
Verbindungen mit sowohl einer nucleophilen, als auch einer elektrophilen Gruppe im Molekül finden sich insbesondere unter den N-heterocyolischen Verbindungen
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Als Beispiele für bifunktionelle Katalysatoren, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind zu erwähnen: Pyrazol, 4-Halogenpyrazol, 4-C#anpyrazol, 4-Nitropyrazol, 1,2,3-Triazol, 1,2,4-Triazol, 4-Cyan-3,5-dimethylpyrazol, 2-Mercaptoimidazol, Hydantoin, 2-Thiohydantoin, 3-Mercapto-4-methyl-1, 2,4-triazol, 5-Methyl-tetrazol, 2-Hydroxypyridin, 2-Hydroxy-6-methylpyridin, 2-Mercaptopyridin, 8-Hydroxychinolin (Oxin), 2-Hydroxybenzimidazol, 2-Mercaptobenzimidazol, 2-Mercaptothiazolin und Succinimide Außer den erwähnten, können auch weitere Verbindungen verwendet werden, da obige Verbindungen nur als Beispiele angeführt wurden und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist·
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Ester irgendeiner organischen Carbonsäure oder Thioloarbonsäure (carbothiolic acid) verwendet werden·
Bei der Herstellung linearer oder oyolischer, niederer oder Polypeptide ist die Carbonsäure eine Aminosäure oder ein niederes Peptid,deren freie Aminogruppe nach bekannten Verfahren vorübergehend blockiert sein kann·
Bei der Herstellung von Polyamiden wird ein Ester einer <£ organischen Polycarbonsäure, Z0 B. einer Dicarbonsäure, wie Tere-
co phthalsäure oder Adipinsäure, verwendet· Adipinsäure wird häufig ο
^ zur Kondensation mit Hexamethylendiamin zur Herstellung des bekann-
ten Polyamids "Polymer 6-6w verwendet»
Zur Herstellung von Polyamiden kann man auch von anderen
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- 7 als ^-Aminosäuren, ζ. B6 von 6-Aminocapronsäure, ausgehen«
Bei den bisher verwendeten üblichen Verfahren zur Herstellung von Amiden war die Verwendung verhältnismäßig wenig reaktionsfähiger Ester infolge ihrer geringen Reaktionsfähigkeit
es
nicht erwünschte Jedoch erwies/sich, daß solche Ester in dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr gut verwendet werden können*
Solche wenig reaktionsfähige Ester sind Z0 B0 Verbindungen, deren Alkoholkomponente ein aliphatischen aromatischer oder araliphatischer Rest ist.
Gewöhnlich wird ein niederer aliphatischer Ester mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkoxyrest, z. Be ein Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl- oder Hexylester verwendet, jedoch sind auch andere Ester, z. B. Phenyl-, Benzyl- oder Naphthylester verwendbare
Ferner können aktive Ester der betreffenden Carbonoder Thiocarbonsäuren verwendet werden.
Unter aktiven Estern sind solche zu verstehen,deren Alkoholkomponente (R in obiger Formel) elektronenanziehende Eigenschaften besitzt«
Als aktive Ester werden z. B. Verbindungen betrachtet, die in der aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Aiko-
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holkomponente R einen oder mehrere elektronenanziehende Substituenten enthaltene
Elektronenanziehende Substituenten sind z. B8:
-N(CH,),, -N' , -C=N, -S-OH, -C" , 3 3 ^ ^H
.0 0 OCH, ,9
-C' , -C^ , -0( 5 , -C C ι und -NH3 ^CH3 ^0H ^O ^O
Als Beispiele für solche aktive Ester sind die p-Nitrophenylester, Cyanmethylester, Thiophenylester, p-Methansulfonylphenylester, Acetonylester und Carbalkoxymethylester aufzuführen0
Als Aminkomponente in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist Ammoniak, Hydrazin oder irgendein primäres oder sekundäres Amin,das an der Aminogruppe zumindest ein Wasserstoffatom £ trägt, verwendbare
Die Umsetzungen nach der Erfindungverden gewöhnlich in Gegenwart eines organischen !Lösungsmittels, das gegebenenfalls mit Wasser verdünnt werden kann, durchgeführt. Als geeignete organische lösungsmittel sind Acetonitril, Dimethylformamid, Äthylacetat, Nitromethan, Tetrahydrofuran, Dioxan, Chlorkohlenwasserstoffe, z. B. Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol und Chloroform, aliphatische Äther, z. B. Dirnethyläther, Diäthyläther oder Methyl-
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äthyläther und ferner aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Toluol oder Xylol, zu erwähnen.
Die Reaktionsdauer und -temperatur hängt unter anderem von der Art der Reaktionspartner, dem lösungsmittel und ähnlichem a"b und kann daher in weiten Grenzen schwanken© Gewöhnlich wird aber die Reaktion bei Temperaturen von etwa -25° bis etwa -100° und mit einer Dauer von einigen Minuten bis etwa 100 Stunden
durchgeführte Manchmal sind jedoch längere Reaktionszeiten erniedrig wünscht, insbesondere,wenn die Reaktionstemperatur/gehalten werden
Auch die dem Reaktionsgemisch zuzusetzende Menge an bifunktionellem Katalysator ist nicht an strenge Grenzen gebunden, gewöhnlich beträgt sie jedoch etwa 0,01 bis etwa 3 Moläquivalente, auf den umzusetzenden Ester bezogen·
Das erfindungsgemäße Verfahren weist mehrere bedeutende Vorzüge gegenüber den bisher zur Herstellung von Amiden verwendeten bekannten Verfahren auf β
Ein Vorteil besteht darin, daß im allgemeinen die Reaktionszeiten kürzer und die Reaktionstemperaturen niedriger sein können* Ein anderer Vorzug besteht darin,daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Ausbeuten wesentlich höher sind, als nach den Verfahren ohne Verwendung eines bifunktioneilen Katalysators, Ein weiterer Vorzug, der insbesondere bei der Herstellung niederer Peptide und von Polypeptiden wichtig ist, besteht darin, daß
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keine oder fast keine Razemisierung folgt, wodurch die Ausbeuten an dem gewünschten Isomeren günstig beeinflußt werden*
Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß sterisch gehinderte Verbindungen, die nach den bekannten Verfahren nicht oder nur schwer kondensiert werden können, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die gewünschten Kondensationsreaktionen lieferne
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand nachstehender Beispiele näher erläuterte
Beispiel 1
Einer auf 0° C abgekühlten Lösung von 1,548 g N-Benzyloxycarbonyl-L-leucin-p-nitrojähenylester in 6 ml Acetonitril wurde ein Gemisch aus 0,672 g Glycinäthylester.HCl, 0,7 ml Triäthylamin und 6 ml Acetonitril, die ebenfalls auf 0° abgekühlt waren, zugegebene Man ließ 5 Minuten bei 0° stehen und goß hierauf das Gemisch in 1 n-HCl, nahm in Äthylacetat auf, wusch nacheinander mit 1 n-HCl, Wasser, 1 n-Ammoniak, 1 n-HGl, Wasser, 5 #iger NaHCO5-Lösung und Wasser« Hierauf trocknete man über MgSO., tflampfte das Gemisch auf wenige ml ein und fügte hierauf einen Überschuß von Petroläther hinzu. Nach dem Abkühlen auf -30° erhielt man 1 g eines Produktes, aus welchem kein Dipeptid isoliert werden konnte·
Führte man die Kondensation, wie oben angegeben, aber unter Zusatz von 0,267 g 1,2,4-Triazol durch,dann erhielt man nach
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ORIGINAL INSPECTED
der Kristallisation aus Alkohol 1,167 g (83 $>) Benzyloxycarbonyl-L-leucyl-glyoinäthylester mit dem Fp6 101 - 102° und dem £"^_7-q - 27,1° (c = 5, Äthanol^.
Beispiel 2
0,447 g Triäthylamin und 0,490 g Glycylamidhydroehlorid wurden unter Erwärmen in einem Gemisch aus 6 ml Dimethylformamid, 0,6 ml Wasser und 0,215 g 2-Hydroxypyridin gelöst. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden 1,285 g Benzyloxycarbonyl-DL-valinoyanmethylester hinzugefügt. Man ließ 16 Stunden bei Raumtemperatur stehen und arbeitete hierauf die Lösung nach Beispiel 1 auf. Nach Kristallisation aus einem Gemisch aus Äthylacetat und Petroläther erhielt man 0,324 g Benzyloxycarbonyl-DL-valylglycylamid mit dem Fp. 175 - 177°.
Beispiel 3
1,21 g L-Aspraginyl-O-y-butyl-L-threonin-^'-butylester, 1,60 g N-Phthaloyl-L-methionin-p-nitrophenylester und 0,215 g 3-Mercapto-4-methyl-1,2,4-triazol wurden bei Raumtemperatur in 20 ml Dimethylformamid gelöst. Man ließ 30 Minuten bei Raumtemperatur stehen, goß hierauf das Reaktionsgemisch in Wasser und extrahierte mit Äthylacetate Hierauf wusch man den Extrakt mit Wasser, trocknete über wasserfreiem Natriumsulfat und dampfte das Lösungsmittel unter vermindertem Druck ab. Nach dem Anreiben mit Äther und Filtrieren konnte man aue dem öligen Rückstand 1,56 g N- Phthaloyl-L-methionyl-L-asp/araginyl-O-t-butyl-L-threoninrf-tbutylester mit dem Pp. 160 - 163°» gewinnen·
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Beispiel 4·
0,310 g N-Phthaloyl-L-leucin-p-nitrophenylester,
0,320 g L-Methionyl-L-asparaginyl-O-t-butyl-L-threonin-t-butylestei und 0,295 g 2-Mercapto-imidazol wurden in 10 ml Dimethylformamid gelöst. Das Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen, hierauf in Wasser gegossen und mehrfach mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck äadestilliert. Der ölige Rückstand wurde über eine Silioagelsäule nach H. C. Beyerman und J. S. Bontekoe, Rec Travo Chinu Pays-Bas 81. (1962) Seite 707 chromatographiert, wobei man 0,38 g des gesuchten Tetrapeptide erhielt, Die Analysenergebnisse mit dem weißen Pulver, daa einen Erweichungspunkt von etwa 80° zeigte, entsprachen den für N-Btaloyl-L-leucyl-L-methionyl-L-asparaginyl-O-t-butyl-L-threonin-t-butylester berechneten.
Die hier synthetisierte Verbindung ist das carboxylt^ierminale Tetrapeptid des Pancreashormons Glucagon, das N- und C-terminal geschützt ist.
Beispiel 5
Einer L0-sung von /),448 g Cyclohexylamin in 6 ml Acetonitril wuSrden, 1,124· g Benzyloxycarbonylglycincyanmethylester zugegeben. Man ließ 30 Minuten bei 20° stehen, goß hierauf die Lösung in 1 n-HCl, nahm in Äthylacetat auf und wusch mit 1 n»H01, Wasser, 5 #iger NaHCO,-Lösung und Wasser, trocknete über MgSO. und dampfte die Lösung im Vakuum ein. Sobald der Rückstand vollkommen erstarrt war, wurde er gepulvert und zwei Stunden mit 15 ml
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10 ^iger KOH-Lösung behandelt. Das als Rückstand verbliebene Benzyloxycarbonylfclycincyclohexylamin wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei man 0,140 g (11 $), mit dem Fpc 107 - 109°, erhielt.
Das Verfahren wurde zweimal wiederholt, mit Ausbeuten von 10 - 11 i°*
Bei zwei Wiederholungen des Verfahrens in Dimethylformamid erhielt man Ausbeuten von 11 $©
Bei einer Wiederholung des Verfahrens in Äthylacetat erhielt man eine Ausbeute von 13 #o
Ergebnisse in Gegenwart von 1,2,4-Triazol:
In Gegenwart von 0,310 g (1 Äquivalent) 1,2,4-Triazol wurde eine Ausbeute von 64 $ in Acetonitril, von 63 $ in Dimethylformamid und von 67 $ in Äthylacetat erhalten»
In Gggen^wart von 0,5 g oder 0,25 Äquivalent 1,2,4-Triazol betrug die Ausbeute 57 $, bzwe 53 i°· Bei Zusatz von 0,05 Äquivalent und einer Reaktionszeit von 2 Stunden bei 20° C erhielt man 50 °/o der gewünschten Verbindunge
Y/urde die Reaktionszeit ausgedehnt, dann erzielte man nachstehende Ausbeuten bei der nicht-katalysierten und bei der katalysierten Reaktion in Acetonitril bzw. in Dimethylformamid:
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-H-
Lösungsmittel Dimethylformamid
Reaktions
dauer		 Acetonitril mit 1 Äquivalent
1,2,4-Triazol
ohne Kata- mit 1 Äquivalent
lysator 1,2,4-Triazol		 75.5 %
84.5 #
85 #
1 h
5 h
16 h		 24 1o 72 #
52 io 83 >
65 ?6 86 %
Nach 30 Minuten langem Stehen in Gegenwart von 1 Äquivalent der nachstehend aufgeführten Verbindungen betrug die Ausbeute an Produkt vom Pp8 107 - 109°.
1 Äquivalent
Pyrazol
4-Cyanpyrazol
4-Nitropyrazol 4-Cyan-3,5-dimethylpyrazol 2-Meroaptoimidazol Hydantoin
2-Thiohydantoin 3-Mercapto-4-methyl~1,2,4-triazol 2-Hydroxypyridin 2-Hydroxypyridin 2-Hydroxy-6-methylpyridin 2-Meroaptopyridin
8-Hydroxychinolin (Oxin) 2-Hydroxybenzimidazol 2-Mercaptobenzimidazol 2-Mercaptothiazolin Succinimid
63 69 64 48 43
39 a
46 χ
51 ^ 61 66 κ
52 χ
47 χ 44
40 χ 49 * 35 45
(Die mit ä bezeichneten Ansätze wurden in Dimethylformamid, die restlichen in Acetonitril durchgeführt).
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Beispiel 6
Man verfuhr nach Beispiel 5 und erhielt so 20 $ Benzoylglycylbenzylamin, mit dem Fpe 160 - 162 C, aus 1,098 g Benlaoylglycincyanmethylester und 0,539 g Benzylamin in 6 ml Azetonitril nach 16 Minuten Stehen bei 20°.
In Gegenwart von 344 mg 1,2,4-Triazol betrug die Ausbeute 83 0Jo und in Gegenwart von 344 mg 1,2,3-Triazol 81 ?o.
Beispiel 7
Nach dem Verfahren von Beispiel 5 brachte man 1,104 g Benzoylglycxncyamnethylester in 6 ml Acetonitril mit 0,471 g Anilin zur Reaktion. Nach siebentägigem Stehen bei Raumtemperatur konnte kein Reaktionsprodukt isoliert werden, vielmehr wurden 97 $ Ausgangsmaterial zurückgewonnen.
Wiederholte man das Verfahren unter den gleichen Bedingungen, jedoch in Gegenwart von 0,480 g 2-Hydroxypyridin, dann erhielt man 21 i» Benzoylglycylanilin, mit dem Pp. 210 - 211°.
Beispiel 8
Die Reaktion von 1,165 g Trifluoracetyl-DL-valincyanmethylester mit 0,461 g Cyclohexylamin in 6 ml Acetonitril bei Raumtemperatur während 17 Stunden lieferte 8 # 5rifluoracetyl-DIrvalylcyclohexylamin, welches nach dem Kristallisieren aus Ä'thylacetat-Petroläther bei 202 - 204° schmolz.
In Gegenwart von 0,510 g 2-Hydroxy-6-methylpyridin wurden auf dem gleiohen Wege 0,8 g (60 fi) dieses Produktes gewonnen,
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Beispiel 9
1f33O g N-Benzyloxycarbonyl-DI-valincyanmethylester und 0,455 g Cyclohexylamin wurden in 6 ml Acetonitril gelöst und 2,5 Stunden bei 20° stehengelassene Die Lösung wurde hierauf nach Beispiel 5 in üblicher Weise aufgearbeitet und so eine 3 Ausbeute eines Amids gewonnen, das bei 179 - 181° schmölze Bei einer Wiederholung des Verfahrens in Gegenwart von 0,3H g 1,2,4 Triazol erhielt man 36 $ N-Benzyloxycarbonyl-DL-valylcyclohexyl amin p.a., mit dem Fp. 182 - 183°e
In gleicher Weise wurde der entsprechende Thiophenylester in 35 #iger ^Ausbeute in das entsprechende Peptid übergeführt „
Beispiel 10
Nach dem Verfahren von Beispiel 5 wurden Benzoylglycinthio-äthylester und Benzylamin in Dimethylformamid bei einer Reaktionszeit von 1 Stunde in Gegenwart von 2-Hydroxypyridin, 4-Nitropyrazol oder 1,2,4-Triazol mit Ausbeuten von 62 #, 61 #, bzw. 58 io in Benzoylglycylbenzylamin, mit dem Ppe 161 - 162°, übergeführt. Ohne Katalysator wurden 14 io des Amids, mit dem Fp8 159 160°, erhalten.
Beispiel 11
0,277 g Glycin-p-nitrophenylesterhydrobromid in 5 ml
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Acetonitril wurden mit 0,101 g Triäthylamin in 5 ml Acetonitril vermengte Der klaren lösung wurden 0,069 g 1,2,4-Iriazol hinzugefügt. Nach kurzzeitigem Stehen (etwa 5-10 Minuten) bei 20° erhielt man in praktisch theoretischer Ausbeute einen Niederschlag, welcher nach den Analysenergebnissen, dem hohen Schmelzpunkt und der Unlöslichkeit in organischen Lösungsmitteln Polyglycin war.
Ohne Zusatz von Triazol erhielt man auch nach 30 Minuten Stehen kein Polyglycin.
Beispiel 12
Eine Suspension von 333 mg (1 mMol) L-Leucin-p-nitrophenylesterhydrfcbromid in 5 ml Acetonitril wurde mit 101 mg (1 mMol) Triäthylamin in 5 ml Acetonitril vermengt, wobei man eine klare gelbe Lösung erhielt» Nach dreistündigem Stehen bei 20° begann sich ein Niederschlag abzuscheiden, der nach 4,5 Stunden abfiltriert wurde und zunächst mit k^altem Acetonitril und hierauf mit Wasser gewaschen wurde« Nach dem Trocknen betrug die Ausbeute nur 13 mg. Die Verbindung schmolM bei 270 - 280°,
Dieselbe Reaktion wurde in Gegenwart von 113 mg 4-Nitropyrazol durchgeführt. Jetzt begann sich schon nach 10 Minuten ein Niederschlag abzuscheiden«. Nach einer Reaktionszeit von 4,5 Stunden bei 20° wurde Poly~L-leucin in ausgezeichneter Ausbeute und mit dem Pp. 270 - 280° gewonnen.
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Beispiel 13
Eine Suspension von 367 mg (1 mMol) L-Phenylalanin-pnitrophenylesterhydrobromid) in 5 ml Acetonitril wurde mit 101 mg (1 mMol) Triäthylamin in 5 ml Acetonitril vermengt, wobei man eine klare gelbe Lösung erhielt. Nach 20 Minuten Stehen bei 20° begann sich ein Niederschlag abzuscheiden, der nach 4 Stunden abfiltriert und mit kaltem Acetonitril und Wasser gewaschen wurde« Die Ausbeute betrug 50 mg, der Schmelzpunkt 260°.
Eine ähnliche Reaktion wurde in Gegenwart von 93 mg 4-Cyanpyrazol durchgeführte Nach 6 Minuten entstand ein Niederschlag, Nun erhielt man nach 4 Stunden PoIy-L-phenylalanin, mit dem Fp. ^■260°, in ausgezeichneter Ausbeute, Dieses Produkt wurde aus Dimethylformamid umkristallisiert, in dem es sich bei dessen Siedepunkt praktisch vollkommen löste«. Der Schmelzpunkt betrug hierauf 303 - 305° ν
Beispiel 14
Einer Lösung von 60 mg Äthylendiamin in 10 ml Dimethylformamid wurde eine Lösung von 408 mg Terephthalsäure-di-p-nitrophenylester in 10 ml Dimethylformamid und hierauf 69 mg 1,2,4-Triagol zugegebene Man ließ das Reaktionsgemisch 4 Stunden bei Raumtemperatur stehen, filtrierte und wusch mit Dimethylformamid, wobei man ein polymeres Produkt aus Terephthalsäure und Äthylendiamin, mit einem Schmelzpunkt von über 260°, erhieltο
909830/1369 f
Beispiel 15
10Og t-Butylmethylcarbonat wurden mit 100 g Hydrazinhydrat in 500 ml Dioxan 3 Tage zum rückfließenden Sieden erwärmt« Hierauf wurde Wasser zugegeben, die Lösung mit Äther extrahiert, die Ätherlösung über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Die Ausbeute an t-Butylcarbazat wurde durch Zusatz von überschüssigem y/. Benzaldehyd zu einem aliquoten Teil der Ätherlösung und Auswägen des Niederschlages des Benzalderivats (Pp0 182 183°) nach dem Trocknen desselben bestimmt. Die Ausbeute an t- f Butylcarbazat, welches nach Entfernung des Äthers durch Destillation unter vermindertem Druck (Kpe 65°/1 Torr) erhalten wurde, stimmte mit der Bestimmung und Charakterisierung über das Benzalderivat überein«.
Es wurde eine Ausbeute von 35 $ t-Butylcarbazat erhalten» In einem analogen Ansatz, jedoch unter Zusatz von 1 Äquivalent 4-Nitropyrazol, erhielt man eine Ausbeute von 49 #o Der Zusatz von 1 Äquivalent 2-Hydroxypyridin ergab 55 $ und der Zusatz von 1 Äquivalent 1,2,4-Tria]aol 61 # t-Butylcarbazat. Höhere Ausbeuten an t-Butylcarbazat wurden bei längeren Reaktionszeiten erhalten«
Beispiel 16
87.0 mg N-Benzoylglycinmethylester und 483 mg Benzylamin wurden in 6 ml Acetonitril 16 Stunden rüokfließend gekooht. Das Reaktionsprodukt wurde zwischen In-HOl und Äthylacetat verteilt und die organische Schicht nacheinander mit Wasser, einer 5 #igen und Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet
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- 20 und im Vakuum zur Trockene eingedampfte
Der kristalline Rückstand wurde 2 Stunden mit 15 ml einer 10 $igen KOH-Lösung behandelt und hierauf das verbliebene Benzoylglycylbenzylamin abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknete Man erhielt so 60 mg (5 f») $ mit dem Pp0 159 - 161 <,
Bei einem identischen Verfahren, jedoch in Gegenwart von 1 Äquivalent der nachstehenden Verbindungen, betrugen die Ausbeuten:
1,2,4-Triazol : 53 $
1,2,3-Triazol : 49 $>
2-Hydroxypyridin : 43 $ ο
In Gegenwart von 1 Äquivalent Imidazol betrug die Ausbeute nur 6 $, war also gleich der, die man ohne Zusatz einer bifunktionellen Verbindung erhalten hatteji.
Die Ausdehnung der Reaktionszeit auf 67 Stunden ergab eine Ausbeute von 25 $ ohne Zusatz eines Katalysators, während bei Zusatz von 1 Äquivalent 1,2,4-Triazol eine Ausbeute von 73 $> erhalten wurde»
In gleicher Weise wurden N-Benzoylglycinäthylester und Cyclohexylamin in Gegenwart von 4-Cyanpyrazol in 49 #iger Ausbeute in Benzoylglycyloyolohexylamin übergeführt,
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Ferner wurden N-Phthaloyl-L-leucinmettiylester und Cyolohexylamin, und N-Benzoyloxycarbonylglycinäthylester und der entsprechende Thiophenylester mit Glyeinamid in Gegenwart von 1,2,4-Triazol, 4-Nitropyrazol, bzw. 2-Hydroxypyridin in Ausbeuten von 48 - 57 #, "bei einer Reaktionsdauer von 16 Stunden, in die gewünschten Kupplungsprodukte übergeführte
Beispiel 17
Einer Lösung von 0,46 g Anilin in 6 ml Acetonitril wurden ι 1,098 g Benzoylglycinmethylester hinzugefügt. Das Gemisch wurde 7 Tage rückfließend gekocht, hierauf in 1 n-HCl gegossen, in Äthylacetat aufgenommen und mit 1 n-HCl, Wasser, 5 ^iger Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen. Es konnte kein Reaktionsprodukt isoliert werden.
Durch Zusatz von 0.35 g 2-Hydroxypyridin, 0.36 g 1,2,3-Triazol oder 0.38 g 4-Cyanpyrazol erhielt man das Benzoylglycylanilin in einer Ausbeute von 19 - 22 $> und mit dem Schmelzpunkt 210 - 211 0.
Beispiel 18
Einer Lösung von 198 g Terephthalsäuremethylester in 6 ml Dimethylformamid, wurde eine Lösung von 29 mg Äthylendimain in 5 ml
Dimethylformamid zugegeben und hierauf dem Gemisch 35 mg 1,2,4-Triazol to
° hinzugefügte Das Reaktionsgemisch wurde 8 Stunden bei 90° C gehalten, ω hierauf wurde abfiltriert und mit Dimethylformamid gewaschen, wobei
-^v man ein polymeres Produkt von Terephthalsäure und Äthylendiamin er-
0^ hielt, das oberhalb 260° C schmolz»
Nachstehend folgen einige Beispiele, aus welchen hervorgeht, daß bei der Herstellung von Peptiden die Anwendung bifunktio-
neiler Katalysatoren nach der Hfindung keine oder fast keine Razemisierung hervorruft, zum Unterschied von Imidazol.
Beispiel 19
N-Benzyloxycarbonyl-L-phenylalanin-nitrophenylester und L-Valin-t-butylester wurden in Athylacetat gelöst und hierauf die Lösung 23 Stunden bei dieser Temperatur stehen gelassen.
Die Reaktion wurde entweder in Gegenwart von 1,2,4-Triazol oder von Imidazol durchgeführt und in üblicher V/eise aufgearbeitet»
Die Ergebnisse waren:
Triazol - 0.45 i» D-Phenylalanin-L-valin Imidazol - 2.76 $ D-Phenylalanin-L-valin.
Beispiel 20:
Die Peptidesynthese mit N-Benzyloxycarbonyl-L-leucin-L-phenylalanin-p-nitrophenylester und L-Valin-t-butylester bei 30 C in Acetonitril in Gegenwart verschiedener erfindungsgemäßer bifunktioneller Katalysatoren und mit dem bekannten Katalysator Imidazol lieferte Tripeptide, in welchen eine Razemisierung von Phenylalanin nach folgender Tabelle festgestellt wurde:
Katalysator - 1 Mol Reaktionsdauer D-Phe-L-Val i»
Imidazol 21 4.8
1,2,4-Triazol 21.5 1.8
4-Nitropyrazol 21 1.6
4-Brompyrazol 21 »5 2o3
2-Hydroxypyridin 21 1.7
909830/Ί 3gy
Wie aus obiger Tabelle hervorgeht, verursacht Imidazol eine viel stärkere Razemisierung, als die erfindungegemäßen bifunktionellen Katalysatoren«)
An der Synthese von N-Trifluoracetyl-L-valyl-L-valinmethylester durch Kondensation von N-Trifluoracetyl-L-valin-vinylester und L-valin-methylester wurde die Wirkung von Imidazol oder 1,2,4-Triazol auf die Katalyse und Razemisierung geprüft«
Die Ergebnisse werden in folgender Tabelle aufgeführt:
Katalysator Temp. (0C) Zeit (h) Ausbeute D-Val-L-Val
Imidazol (1OmMoI)
1,2,4-Triazol (1OmMoI)
1,2,4-Triazol (16iriMol)		 20
20
35		 CTvVOVD
vji O O		 53
61
94		 A^ 1
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. - 24 Patentansprüche
    1. Verfahren zur Überführung eines Esters einer Carbonsäure oder Thioloarbonsäure in das entsprechende Amid, dadurch gekennzeichnet , daß man den Ester mit einem Amin, das zumindest ein freies Aminowasserstoffatom enthält, in Gegenwart eines bifunktionellen Katalysators, der die Bildung eines cyclischen Übergangszustandes herbeiführen und so einen synchronen Mechanismus bei dieser Umwandlung ermöglichen kann und der sowohl eine nucleophile, als auch eine elektrophile Gruppe enthält, unter Bildung des Amids zur Reaktion bringt»
    2β Verfahren zur Umwandlung eines Esters einer Carbonsäure oder Thicicarbonsäure in das entsprechende Amid, dadurch gekennzeichnet , daß man den Ester mit einem Amin, das zumindest ein freies Aminowasserstoffatom enthält, in Gegenwart eines bifunktionellen Katalysators zur Reaktion bringt, der bei dieser Umwandlung die Bildung eines cyclischen Übergangszustandee herbeiführen kann und sowohl eine nucleophile als auch eine elektrophile Gruppe enthält, aber frei von Gruppen ist, die eine ste-
    rische Hinderung dieser funktioneilen Gruppen herbeiführen würden. to
    oo 3 β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -
    ο zeichnet, daß man die Reaktion in einem organischen/ Lö- ^ sungsmittel oder in einem mit Wasser verdünnten organischen Lö- ^3 sungsmittel durchführt·
    4. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch g e k e η η -
    zeichnet , daß man die Reaktion bei einer Temperatur von etwa -20° G bis etwa 100° C durchführt.
    5β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man etwa 0,01 bis etwa 3 Moläquivalente Katalysator, bezogen auf den umzuwandelnden Ester, verwendet·
    6β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator eine N-heterocyclische Verbindung mit 1-4 Ringstickstoffatomen verwendet.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Carbonsäure eine Aminosäure oder eine am Stickstoffatom geschützte Aminosäure verwendet«
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Ester mit einer Alkoholkomponente verwendet, die einen elektronenanziehenden Substituenten enthält.
    9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man als Ester einen Cyanmethanolester verwendete
    10» Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man als Ester einen p-Nitrophenylester verwendet.
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    11 β Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man als Ester einen Thiolester verwendete
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ester einen Thiophenylester verwendet.
    13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Ester einen niederen aliphatischen Kohlenwasserstoffester mit 1-6 Kohlenstoffatomen verwendet.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß man als Ester einen Methylester verwendet.
    15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Carbonsäureester einen Terephthalsäureester verwendet·
    9529
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