DE1543593C - Verfahren zur Herstellung von histidinhaltigen Peptiden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von histidinhaltigen PeptidenInfo
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Description
X1C-CH
X = F, Cl, Bi
NH-Ac
oder
eine Kombination
von Halogenen.
Die Synthese von histidinhalligen Peptiden bietet aus mehreren Gründen besondere Schwierigkeiten:
Die N \-Acylderivate des Histidins und histidinhaltige N-Acyl-peptide besitzen Zwitterionencharakter mit den
dadurch bedingten Nachteilen, wie Schwerlöslichkeit in aprotischen Lösungsmitteln einerseits und Löslichkeit
in wäßrigen Säuren andererseits.
Es ist bereits bekannt, die Iminogruppe des Histidins
reversibel zu blockieren. Hierzu wurden Acylreste, wie der Benzyloxycarbonylrest oder der Tosylrest verwendet.
Der Nachteil dieser Methoden ist jedoch, daß diese Reste alkalisch bei einer notwendig werdenden
Esterverseifung abgespalten werden und außerdem als aktivierte Säureamide den Acylrest übertragen können.
Die ebenfalls verwendeten Nim-Benzyl- oder Nim-Tritylderivate
haben keinen die Basizität herabsetzenden Einfluß. Dadurch bleibt die störende Löslichkeit in
Säuren erhalten.
Es wurde nun gefunden, daß man histidinhallige Peptide herstellen kann, indem man an der Iminogruppe
des Histidins durch 2,2,2-Trihalogen-l-acyIaminoäthyl-schutzgruppen
substituierte Histidine bzw. histidinhaltige Peptide mit einer freien Aminogruppe und
Aminosäuren oder Peptide mit einer freien Carboxylgruppe miteinander kondensiert oder umgekehrt entsprechende
Histidine oder histidinhaltige Peptide mit einer freien Carboxylgruppe und Aminosäuren oder
Peptide mit einer freien Aminogruppe miteinander kondensiert und gegebenenfalls alle oder einige der
vorhandenen Peptidschutzgruppen abspaltet.
Eine Imino-schutzgruppe ' für das Histidin soll
a) die Basizität des Imidazolringes herabsetzen,
b) unter den bei Peptidsynthesen üblichen Reaktionsschritten stabil sein sowie
c) leicht einführbar und nach beendeter Peptidsynthese wieder abspaltbar sein, ohne daß Peptidbinduniien
angegriffen werden
ίο Als Acylkomponenten diesei Schutzgruppen können
nur solche verwendet werden, die von der NH-Gruppe,
an die sie geknüpft sind, ohne gleichzeitige Hydrolyse von Peptidbindungen abgespalten werden können.
Solche Reste sind die bisher in der Peptidchemie verwendeten
Acylreste wie beispielsweise der Benzyloxycarbonylrest.
Die Einführung dieser Reste, beispielsweise in NiX-Acyl-histidine, z. B. tert.-Butyloxycarbonyl-L-histidin-methylester
oder histidinhaltige N-Acyl-peptide oder ihre Ester, wie N-Benzyloxycarbonyl-L-valyl-L-histidin
oder seinen Methylester, gelingt in hoher Ausbeute durch Umsetzung mit N-Acyl-L-trihalogenacetaldiminen
(II), die als solche oder im Reaktionsmedium aus 2,2,2-Trihalogen-l -äthan-suIfonyl-N-acyl-äthylaminen
oder 1,2,2,2-Tetrahalogen-N-acyläthyIaminen
oder anderen 2,2,2-Trihalogen-N-acyl-äthylaminen, die
in 1-Stellung einen als Anion eliminierbaren Rest tragen
(III), durch Einwirkung von Base, wie Triäthylamin, erzeugt werden. 1,2,2,2-Tetrahalogen-N-benzyloxycarbonyl-äthylamine
können analog der in J. Ind. Chem. Soc, Bd. 13, S. 117 (1936), beschriebenen Weise
hergestellt werden.
X3C-CH == N — Ac
X:iC — CH -- Y
i
NH-Ac
NH-Ac
(III)
In II und III hat X die obige Bedeutung und Y bedeutet
Chlor, Brom, Sulfonyl-alkyl, Ureido-alkylsulfonyl
SO2CH2CH2 — NH — CO — NH2 oder den Azidrest.
Die auf diesem Wege erhaltenen N-Acyl-N'm-2,2,2-trihalogen-1-acylaminoäthyl-histidine
bzw. die entsprechenden Peptidderivate besitzen nur noch geringe Basizität und zeigen eine viel größere Löslichkeit in
organischen Lösungsmitteln als die nicht im Imidazolring
substituierten Verbindungen. So ist z. B. das N-Benzyloxycarbonyl- L-valyl-L-(NIm-2,2,2-trifluorl-benzyloxycarbonylamino-äthyl)-histidin
in Wasser bei pH 4 schwer löslich, während die Nlm-unsubstituierte
Verbindung bei pH 4 löslich ist. Dieselbe Nlm-substituierte
Verbindung läßt sich auch aus einer Lösung in Chloroform nicht mit 0,5 Mol Citronensäure ausschütteln.
In verdünnter wäßriger Salzsäure ist sie hingegen löslich.
Von den Tri-halogen-acylaminoäthylgruppen sind
besonders die Trifluorverbindungen bevorzugt, wenn eine alkalische Hydrolyse im Verlauf der Peptidsynthesen
vorgenommen wird.
Für die erfindungsgemäße Herstellung der Peptide kommen die in der Peptidchemie üblichen Kondensationsmethoden
wie die Carbodiimid- oder Azidmethode sowie beispielsweise die Methode der gemischten
Anhydride oder der aktivierten Ester in Frage.
Die Abspaltung der neuen Schutzgruppen gelingt unter denjenigen Bedingungen, die für die Abspaltung
der in ihnen vorhandenen Acvlreste charakteristisch
sind. Primär bilden sich hierbei Verbindungen der Struktur
N CH2 — CH — CO —
NH
• X.,C —CH -NH.,
die man durch Zugabe von Wasser oder Alkoholen in Trihalogenacetaldehyd-hydrat bzw. in Trihalogenacetaldehyd-halbacetale,
Ammoniak und das histidinhaltige Peptid mit freiem Imidazolring zerlegt.
So kann z. B.der2,2,2-Trifluor-l-benzyloxycarbonyläthylrest
durch katalytische Hydrierung in Methanol unter Zusatz von wenig Eisessig oder durch Erwärmen
mit Trifiuoressigsäure (45 Minuten Rückfluß) und digerieren mit Wasser oder Methanol entfernt werden.
Die verfahrensgemäß hergestellten Verbindungen können sowohl als Arzneimittel wie als Zwischenprodukte
für weitere Peptidsynthesen verwendet werden.
N-Benzyloxycarbonyl-L-valyl-i.-(Niin-2,2,2-trifiuorl-N-benzyloxycarbonylamino-äthyO-histidin-methyl-
ester
0,6 g 2,2,2-Trinuor-l-chlor-N-benzyloxycarbonyläthylamin
werden in 15 ml abs. Tetrahydrofuran gelöst. Hierzu gibt man 0,21 g Triäthylamin und saugt
vom ausgefallenen Triäthylammoniumchlorid nach 5 Minuten in die Lösung von 0,8 g N-Benzyloxycarbonyl-L-valyl-i.-histidin-methylester
in 15 ml abs. Tetrahydrofuran ab. Nach 2stündigem Stehen bei Raumtemperatur (20"C) wird das Filtrat im Vakuum
eingedampft, der Rückstand in Chloroform gelöst, die Chloroformlösung mit 0,5 Mol Citronensäure und
Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird aus Benzol/ Petroläther
umkristallisiert. Ausbeute 83%, Schmp. 62 bis 64°C. [«]|J6: -10,0 (c = 1 in Methanol).
N-Benzyloxycarbonyl-i.-valyl-L-(N'"'-2,2,2-trifluor-■
l-N-benzyloxycarbonylamino-äthyO-histidin-methyl-
ester
0,805 g (2 mMol) N-Benzyloxycarbonyl-L-valyl-L-histidin-methylester
und 0,54 g 2,2,2-Trifluor-l-chlor-N-benzyloxycarbonyl-äthylamin
werden in 15 ml absolutem Tetrahydrofuran gelöst. Man fügt 0,202 g Triäthylamin, gelöst in 5 ml absolutem Tetrahydrofuran,
hinzu und läßt 2 Stunden bei Raumtemperatur (2O0C) stehen. Sodann wird im Vakuum eingedampft,
der Rückstand in Chloroform gelöst und mit Wasser das gebildete Triäthylammoniumchlorid ausgeschüttelt,
anschließend mit 0,5 Mol Citronensäure und Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet, eingedampft
und der Rückstand aus Benzol/Petroläther umkristallisiert. Ausbeute 85%, Schmp. 62 bis 640C.
B e i s ρ i e 1 3
N-Benzyloxycarbonyl-L-valyl-L-(Nim-2,2,2-trinuorl-N-benzyloxycarbonylamino-äthyl)-histidin
2,12 g (5 mMol) N-Benzyloxycarbonyl-L-valyl-L-histidin-hydrochloiid
und 1,44g (5 mMol) 2,2,2-Trifluorl-chlor-N-benzyloxvcarbonyl-äthylamin
werden in 20 ml absolutem Dimethylformamid gelöst. Sodann fügt man 1,0 g (10 mMol) Triäthylamin in 10 ml absolutem
Dimethylformamid hinzu. Nach 2stündigem Stehenlassen bei 20" C wird das ausgefallene Triäthylammoniumchlorid
abfiltriert, die Lösung im Ölpumpenvakuum eingedampft, der Rückstand in Essigester aufgenommen,
die Essigesterlösung mit 0,5MoI Citronensäure und Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet
und eingedampft. Der Rückstand wird aus
ίο Benzol/Petroläther umkristallisiert. Ausbeute 88%,
Schmp. 900C, sintern ab 75°C. [λ]«6: -8"C(c = 1 in
Methanol).
Die gleiche Verbindung kann auch wie folgt hergestellt werden:
0,633 gdes nach Beispiel 1 hergestellten Methylesters
weiden in 15 ml Dioxan ,5 ml Wasser und 2,5 ml·in NaOH bei 20' C 2 Stunden stehengelassen. Sodann wird
im Vakuum eingedampft (Bad bis 30°C) und in Wasser gelöst. Mit 0,5 Mol Citronensäure wird bis pH 4 angesäuert,
wobei das N-Benzyloxycarbonyl- i.-valyl-i.-(Nim-2,2,2-trifiupr-1
- N - benzyloxycarbonylaminoäthyl)-histidin ausfällt. Ausbeute 92%, Schmp. 90°C
nach sintern ab 75" C.
B e i s ρ i e 1 4
N-Benzyloxycarbonyl-L-(Nim-2,2,2-trichlor-l-N-benzyloxycarbonylamino-äthyO-histidin-methylester
Diese Verbindung wird aus N-Benzyloxycarbonyli.-histidin-methylester
und 1,2,2,2-Tetrachlor-N-benzyloxy-carbonyl-äthylamin
in Tetrahydrofuran unter Zusatz von Triäthylamin analog Beispiel 2 hergestellt. Ausbeute 85%, Schmp. 65 bis 70" C.
B e i s ρ i e I 5
N-Benzyloxycarbonyl- L-valyl- l-( N im-2,2,2-trichiorl-N-benzyloxycarbony!amino-äthyl)-histidin
Die Verbindung wird analog Beispiel 3 aus N-Benzyloxycarbonyl-i.-valyl-i-histidin-hydrochlorid
mit 1,2,2,2-Tetrachlor-N-benzyloxycarbonyI-äthylamin gewonnen.
Ausbeute 90%, Schmp. 55 bis 6O0C.
N-BenzyloxycarbonyI-L-valyi-i.-(Nim-2,2,2-trifiuorl-N-benzyloxycarbonylamino-äthyli-histidyl-L-leucin-benzylester
0,62 g (1 mMol) N-Benzyloxycarbonyl-L-va-lyl-i.
(Nim-2,2,2-trifluor-1 - N - benzyloxycarbonylaminoäthyl)-histidin
und 0,393 g (I mMol) i.-Leucin-benzylester-p-toluolsulfonat
werden in 15 ml absolutem Tetrahydrofuran suspendiert. Sodann fügt man 0,1 g Triäthylamin
(1 mMol) in 5 ml absolutem Tetrahydrofuran zu, wobei eine klare Lösung entsteht. Man kühlt
auf -200C ab und gibt 0,246 g (1,2 mMol) Dicyclohexylcarbodiimid
und 0,23 g (2 mMol) N-Hydroxysuccinimid hinzu. Diese Methode entspricht dem Verfahren
der Patentanmeldung F 48 611 IVb/12 q (Fw 5020 A). Nach 2stündigem Rühren bei -2O0C
wird über Nacht bei + 4" C aufbewahrt und vom ausgefallenen Dicyclohexylharnstoff abfiltriert. Die Lösung
wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand in Essigester aufgenommen und die Essigesterlösung mit
0,5 Mol Citronensäure, gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen und eingedampft.
Der Rückstand wird aus Benzol-Petroläther umkristallisiert. Ausbeute 80 bis 85%. Schrript. 70JC.
Zur Entfernung aller Schutzgruppen wird das Tripeptidderivat
in Methanol einer katälytischen Hydrierung
mit Pd-Kohle als Katalysator unterworfen. Das freie Tripeptid ist identisch mit einer authentischen
Vergleichsprobe.
B e i s ρ i e 1 7 .
N-tert.-Butyloxycarbonyi-i'-(Nim-2,2,2-trifluor-
l-N-benzyloxycarbonylamino-äthyO-histidin-methyl-
ester
0,8 g (3 mMol) N-tert.-Butyloxycarbqnyl-i.-histidinmethylcster
und 0,8 g (3 mMol) 2,2,2-Trifluor-l-chlor-N-benzyloxycarbonyl-äthylamin
werden in 15 ml absolutem Tetrahydrofuran gelöst, worauf man 0,303 g Triäthylamin in 5 ml absolutem Tetrahydrofuran zufügt.
Nach 2stündigem Stehen bei 20"C wird im Vakuum eingedampft, in Chloroform aufgenommen, mit
Wasser, 0,5 m Citronensäurelösung und Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Der Rückstand wird aus Benzol/Petroläther umkristalüsicrt. Ausbeute 90%, Schmp. 35 bis 400C.
N\-tcrt.-Butyloxycarbonyl-Nim-(2,2,2-lrifluor-l-tert.-butyloxycarbonylamino-äthyl)-i--hislidin-methyl-
ester
a) 0,363 g 2,2,2-Trifluor-l-älhansulfonyl-N-tert.-butyloxycarbonyl-äthylamin
und 0,336 g N-tert.-Butyloxycarbonyl-i.-histidin-mcthylester
werden in 5 ml abs. Tetrahydrofuran gelöst und mit 0,14 ml Triäthylamin vcrset/.l. Nach Stehenlassen über Nacht bei Raumtemperatur
wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand in Essigester aufgenommen und die Essigesterlösung
nacheinander mit verdünnter Citronensäurelösung, mit Natriumhydrogencarbonatlösung und
Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Ausbeute 0,50 g (86%), Schmp. 50 bis
60 C.
C111H29F3N4On (466,5)
Berechnet: C 49,04 H 6,27 N 12,02 Gefunden: C 49,02 H 6,32 N 11,94
N\-tcrt.-Butyloxycarbonyl-Ni'n-(2,2,2-trifluoi-l-tert.-•
butyloxycarbonylamino-äthyl)- i.-histidin
b) 0,933 g N-tert.-Butyloxycarbonyl-Nlm-(2,2,2-triikior-l-tert.-bulyloxycarbonylamino-äthyO-i.-histidinmethylestcr
werden in 12 ml Dioxan und 6 ml 0,5 η NaOII 1 Stunde lang gerührt. Nach dem Abdampfen
des Dioxans im Vakuum wird mit 0,5 mol Citronensäurelösung auf pH 4 gebracht und der Niederschlag
abfiltriert. Er wird in Essigester gelöst· und nach Waschen der Lösung mit Wasser und Trocknen mit Natriumsulfat
wird eingedampft. Aus Äther/Petroläther umkristallisiert beträgt die Ausbeute 0,68 g (75%),
Schmp. 81 bis 11511C, Rk 0,39 (dünnschichtchromatographisch
mit Benzol-Essigcster-Eisessig-Wasser, 10: K): 2: 1 vol.).
C1HH27I-;IN.,O, (452,5)
Berechnet:C 47,83 116,02 N 12,40
(ioflinden: C 47.79 H 6,05 N 12,44
Herstellung des Ausgangsstoffes 2,2,2-Trifluorl-äthansulfonyl-N-tert.-butyl-oxycarbonyl-äthylamin
^v) 2.2,2-Trifluor-1-acetoxy-N-tert.-butyloxycarbonyl-
äthylamin
1,3 g 2,2,2-Trifiuor-1-hydroxy-N-terl.-butyloxycarbonyläthylamin
werden in 5 ml abs. Pyridin gelöst und mit 0,66 g Acetanhydrid versetzt. Nach 30 Minuten bei
Zimmertemperatur wird 15 Minuten auf 50"C erwärmt und über Nacht stehengelassen. Sodann wird
ίο im Vakuum eingedampft und der Rückstand in Essigestcr
aufgenommen. Die Essigesterlösung wird mit wäßriger Citronensäure, Natriumhydrogencarbonatlösung
und Wasser gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Eindampfen im Vakuum kristallisiert
der Rückstand beim Anreiben. Ausbeute 1,4 g (93%), Schmp. 52 bis 54"C.
C9H14F:1NO,t (257,2)
Berechnet: C 42,02
Gefunden: C 42,25
Berechnet: C 42,02
Gefunden: C 42,25
H 5,49 N 5,45 H 5,74 N 5,29
β) 2,2,2-Trifluor-l-äthylmercapto-N-tert.-butyloxycarbonyläthylamin
Zu 4 g 2,2,2-Trifluor-l-acetoxy-N-lert.-butyloxycarbonyl-ätliylamin
in 50 ml abs. Tetrahydrofuran werden 2,8 g Äthylmercaptan und 10 ml Triäthylamin gegeben.
Nach Stehenlassen über Nacht bei Raumtemperatur wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand in Essigester
aufgenommen. Die Essigestcrlösung wird nacheinander mit verdünnter Salzsäure, gcs. Natriumhydrogencarbonatlösung
und Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Aus Petroläther
kristallisieren unter Tiefkühlung 3 g (70%), Schmp. 47° C. Das 1R-Speklruin und das Protonenresonanzspcktrum
stimmen mit der Struktur der Verbindung überein. .
C9H10F3NO2S (259,3)
Beiechnet: C 41,68. H 6,22 N 5,41 Gefunden: C41,55 H 6,10 N 5,25
rx) 2,2,2-Trifluor-1-äthansuIfonyl-N-terl.-butyloxycarbonyl-äthylamin
-
3 g 2,2,2-Trifluor-l-älhylmercapto-N-tert.-butyloxycarbonylälhylamin
werden in 35 ml Eisessig und 7 ml Acetanhydrid gelöst und unter Eiskühlung mit 3 g
34prozentigem Wasseistoffperoxyd versetzt. Man läßt
allmählich auf Zimmertemperatur kommen und arbeitet nach Stehenlassen über Nacht auf. Die Lösung
wird im Vakuum bei Raumtemperatur eingedampft, der Rückstand in Essigester aufgenommen, vom
Unlöslichen wird abfiltriert, und die Lösung wird erneut eingedampft. Der Rückstand kristallisiert beim
Verreiben mit Petroläther. Ausbeute 1,2 g (35%), Schmp. 134" C. Das IR- und das Protoncnresonanzspeklrum
sind im Einklang mit der Struktur der Verbindung.
C9H16F3NO4S (291,3)
Berechnet: C 37,10 H 5,54 N 4,82 Gefunden: C 37,09 H 5,73 N 4,73
Die Herstellung des in λ) verwendeten 2,2,2-Trifluorl-hydroxy-N-terl.-butyloxycarbonyläthylamins
erfolgt aus tert.-Butyloxycarbonylamid und gasförmigem
F-Muoral analog Chem. Bcr. 99, (1966), S. 1944, wobei
auf Säurefrcihcit zu achten ist. Ausbeute TT0In,
Schmp. 117 bis 118 C (Essigester/Petrolälher).
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von histidin-haltigen Peptiden, dadurch gekennzeichnet,
daß man an der Iminogruppe des Histidins durch 2,2,2-TrihaIogen-i-acylamino-äthyl-schutzgruppen
substituierte Histine oder Histidin-haltige Peptide mit einer freien Aminogruppe und Aminosäuren
oder Peptide mit einer freien Carboxylgruppe miteinander kondensiert oder umgekehrt entsprechende
Histidine oder Histidin-haltige Peptide mit einer freien Carboxylgruppe und Aminosäuren oder
Peptide mit einer freien Aminogruppe miteinander kondensiert und gegebenenfalls alle oder einige
der vorhandenen Peptidschutzgruppen abspaltet.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß als Trihalogenverbindungen die Trifhior- und die Trichlorverbindungen verwendet
werden.
Diesen Anforderungen entsprechen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten 2,2,2-Trihalogen-l-acylaminoäthyl-gruppen
(I)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF0049354 | 1966-06-01 | ||
| DEF0049354 | 1966-06-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1543593A1 DE1543593A1 (de) | 1969-07-31 |
| DE1543593C true DE1543593C (de) | 1973-04-19 |
Family
ID=
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